321 nerūdijantis plienas (UNS S32100): titano -stabilizuotas sprendimas suvirintam aukštos temperatūros{3}}

 

Kokia yra 321 nerūdijančio plieno cheminė sudėtis, pagrindinis stabilizavimo mechanizmas ir pagrindinis pritaikymas?
321 yra pagrįstas 18-8 chromo-nikelio austenitine struktūra (apie . 17-19% Cr, 9-12% Ni) su pagrindiniu titano priedu, paprastai bent 5 kartus daugiau nei anglies. Titanas pirmiausia jungiasi su anglimi, kad susidarytų stabilūs titano karbidai. Tai neleidžia anglies išeikvoti chromo prie grūdelių ribų, o tai procesas vadinamas sensibilizavimu, dėl kurio atsiranda tarpkristalinė korozija. Jo pagrindinė paskirtis yra suvirinti komponentai, veikiantys aukštoje temperatūroje, pvz., orlaivių išmetimo kanalai, terminio oksidatoriaus vidinės dalys, šilumokaičio korpusai ir krosnių dalys.

Kodėl titano stabilizavimas yra pranašesnis už tiesiog žemos{0}}anglies klasės, pvz., 304 l, naudojimą aukštos{2}}temperatūrų cikliniam aptarnavimui?
Nors 304L mažai anglies dioksido kiekis yra veiksmingas siekiant užkirsti kelią jautrumui per vieną suvirinimo įvykį, komponentams, kurie pakartotinai kaitinami ir vėsinami kritiniame temperatūros diapazone (450{4}}850 laipsnių), laikui bėgant kyla pavojus. 321 titano karbidai yra termiškai stabilūs ir užtikrina nuolatinę, ilgalaikę -apsaugą nuo chromo išeikvojimo net esant cikliniam šiluminiam įtempimui. Tokioms dalims kaip išmetimo kolektorius, kuris patiria tūkstančius šilumos ciklų, 321 siūlo patikimesnį ir patvaresnį atsparumą korozijai suvirinimo siūlėse ir karščio paveiktose zonose nei 304L.

Kokios konkrečios gamybos ir suvirinimo gairės yra svarbios 321?
Pagrindinis gamybos iššūkis yra išlaikyti titano stabilizuojantį poveikį suvirinimo metu. Tam reikia puikios apsauginės dujos; argono pagrindas dažnai naudojamas šaknies praėjimui, kad būtų išvengta titano oksidacijos suvirinimo šaknyje. Reikia naudoti atitinkamą užpildą (ER321). Kontroliuojant šilumos tiekimą sumažinamas šilumos{4}}veikiamos zonos plotis. Po-suvirinimo terminis apdorojimas paprastai nereikalingas plonoms pjūviams, bet gali būti rekomenduojamas sunkiems suvirinimams, esant labai korozijai, siekiant užtikrinti optimalias savybes.

Kokioje aukštoje{0}}temperatūroje gali būti teikiama pirmenybė kitai stabilizuotai klasei, pvz., 347, o ne 321?
Nepertraukiamai eksploatacijai esant nuolat aukštesnei nei 800 laipsnių temperatūrai ir esant dideliam įtempimui, dažnai pirmenybė teikiama 347 laipsniui (stabilizuotas niobio -). Niobio karbidai yra stabilesni nei titano karbidai esant tokioms ekstremalioms temperatūroms, o tai suteikia 347 347 geresnį ilgalaikį valkšnumo stiprumą. Todėl perkaitintuvų vamzdžiams, aukšto -slėgio krosnies komponentams ar reformerio vamzdžiams paprastai nurodomi 347 arba kiti aukštos temperatūros lydiniai,{10}} idealiai tinka naudoti, kai temperatūra yra aukšta, bet pertraukiama arba žemesnė už šią ribą.

Kaip inžinieriai turėtų nurodyti ir įsigyti 321, kad užtikrintų tinkamą medžiagą ir veikimą?
Nurodykite visą pavadinimą, pvz., "ASTM A240 Grade 321" arba "UNS S32100". Malūno bandymo ataskaitoje turi būti patvirtintas titano kiekis ir Ti/C santykis (didesnis arba lygus 5). Aiškiai apibrėžkite programos maksimalią temperatūrą ir šiluminio ciklo profilį, kad pateisintumėte pasirinkimą. Įsitikinkite, kad gamintojas yra kvalifikuotas ir žino konkrečias suvirinimo procedūras, reikalingas titanui apsaugoti. Esant kritinėms reikmėms, rinkitės iš gamyklos, turinčios patirties stabilizuotų rūšių srityje, kad būtų užtikrintas pastovus efektyvumas.