321 ir 347H nerūdijantis plienas: aukštoje{2}}temperatūroje stabilizuoti lydiniai, palyginti

321 ir 347H abu priklauso 18/8 austenitinei šeimai, tačiau jie skirti skirtingiems tos pačios problemos tikslams: išlaikyti suvirintą komponentą atsparų korozijai -ir valkšnumui-, kol jis veikia karštas. Šiame straipsnyje palyginamos dvi stabilizavimo chemijos, mechaninių savybių, atsparumo aukštoje temperatūroje, atsparumo korozijai ir gamybos praktikos klasės, remiantis ASTM A240 ir ASTM A312.

Kuo skiriasi titano ir niobio stabilizavimas

Stabilizuotose rūšyse pridedamas stiprus karbido formuotojas, kad suvirinant ar dirbant aukštoje{0}}temperatūroje, anglis būtų užfiksuota stabiliuose karbiduose, o ne reaguotų su chromu ties grūdelių ribomis. Tai apsaugo nuo chromo išeikvojimo ir tarpląstelinės korozijos karščio -paveiktoje zonoje. 321 naudoja titaną, kurio anglies kiekis yra mažiausiai 5 kartus didesnis (maksimaliai 0,70 %), o 347H naudoja niobį ir tantalą, kurio anglies kiekis yra mažiausiai 8 kartus didesnis (maksimalus 1,00 %). Kadangi niobio karbidai yra stabilesni nei titano karbidai esant labai aukštai temperatūrai, 347H išlaiko daugiau stiprinimo, kai eksploatavimo temperatūra viršija maždaug 800 laipsnių.

Palyginti cheminė sudėtis

Sudėties diapazonai pagal ASTM A240 (masės proc.):

Elementas	321 / UNS S32100	347H / UNS S34709
Anglies	0,08 maks	0.04-0.10
Manganas, maks	2.00	2.00
Fosforas, maks	0.045	0.045
Sieros, maks	0.030	0.030
Silicis, maks	0.75	0.75
Chromas	17.00-19.00	17.00-19.00
Nikelis	9.00-12.00	9.00-13.00
Titanas	5 x C min., 0,70 maks	-
Niobis + tantalas	-	8 x C min., 1,00 maks

Mechaninės savybės ir atsparumas{0}}aukštai temperatūrai

Kambario temperatūroje abi rūšys atitinka tuos pačius atkaitinimo minimumus pagal ASTM A240: tempiamasis stipris 515 MPa, takumo riba 205 MPa ir pailgėjimas 40%. Praktinis skirtumas atsiranda esant aukštai temperatūrai. Didesnis anglies kiekis 347H (0,04-0,10 %) kartu su niobio karbidais užtikrina stipresnį kritulių stiprinimą, todėl 347H išlaiko apkrovą{11}} iki maždaug 816 laipsnių ir pasižymi geresne valkšnumo ir plyšimo jėga, kai ilgai veikia-, o paprastai veikia iki 17 laipsnių atlaidus terminio ciklo metu, kai smulkesnė, stabilesnė mikrostruktūra ir geresnis lankstumas sumažina terminio nuovargio pažeidimo riziką.

Atsparumas korozijai atliekant suvirinimo darbus

Abi rūšys pasižymi puikiu atsparumu tarpkristalinei korozijai po suvirinimo būtent todėl, kad stabilizuojantys elementai neleidžia angliui patekti į chromo{0}}karbido formą. Lengvoje aplinkoje 321 turi nedidelį bendrą atsparumą korozijai; Aukštoje -temperatūroje oksiduojantis arba agresyviai veikiant 347H geriau išlaiko atsparumą ilgai veikiant. Nė viena rūšis neturėtų būti pakeista molibdeno guoliais, kurių konstrukciją lemia chlorido taškinė ar plyšinė korozija.

Gamybos ir suvirinimo svarstymai

321 yra lankstesnis ir lengviau formuojamas į sudėtingas formas, todėl jis dominuoja šilumos{1}}šilumokaičio vamzdeliuose ir plėtimosi komponentuose. 347H reikalauja griežčiau kontroliuoti suvirinimo šilumos įvedimą ir tarpo temperatūrą, kad būtų išlaikytas aukštas -temperatūrinis atsparumas, tačiau jis išlieka tinkamas daugeliui pramoninių gaminių. Naudojami atitinkami užpildo metalai: 321-tipo užpildas 321 ir 347 tipo užpildas 347H, kad suvirinimo metalas neštų tą patį niobio stabilizavimą. Paprastai nė vienai klasei nereikia terminio apdorojimo po suvirinimo.

Programos pasirinkimo vadovas

321 nurodytas orlaivių išmetimo sistemoms, šilumokaičiams su cikliniu šildymu, išsiplėtimo dumplėms ir krosnies dalims, kuriose dominuoja šiluminis ciklas. 347H yra nurodytas galios-katilo perkaitintuvui ir pakartotinio šildytuvo vamzdeliams, aukšto-slėgio garo vamzdynams, slėginiams indams ir aukštai{4}}temperatūrai AS3 tiekiamiems greitintuvams AS2 TP347H vamzdžiui ir A213 TP347H katilų vamzdžiams. Paprastai rinkitės 347H, kur valdomas valkšnumo stiprumas, ir 321, kur dominuoja formavimas ir terminis ciklas.

Dažnai užduodami klausimai

Kuo skiriasi 321 ir 347H stabilizavimas?

321 yra stabilizuotas titanu (5 x anglies minimumas, 0,70 % maksimumas); 347H yra stabilizuotas naudojant niobį ir tantalą (mažiausiai 8 x anglies, daugiausiai 1,00 %) ir perneša daugiau anglies (0,04-0,10 %), kad būtų ypač atsparus aukštai temperatūrai.

Kurios klasės valkšnumo stiprumas didesnis nei 800 laipsnių?

347H. Niobio karbidai suteikia stipresnį kritulių stiprinimą nei titano karbidai esant aukštai temperatūrai, todėl 347H yra pageidaujama slėginėms dalims, veikiančioms netoli 816 laipsnių.

Ar 321 galima pakeisti 347H?

Eksploatuojant žemiau apie 800 laipsnių, kai šliaužimas nėra pagrindinis kriterijus, dažnai galima pakeisti 321. Slėginėms dalims, veikiančioms virš 800 laipsnių, 347H yra saugesnis pasirinkimas dėl savo aukščiausios valkšnumo stiprumo.

Ar 321 ir 347H po suvirinimo atsparūs tarpkristalinei korozijai?

Taip. Abu yra stabilizuoti, kad būtų išvengta chromo-karbido nusodinimo karščio-paveiktoje zonoje, todėl jie išlaiko atsparumą korozijai, kaip-suvirinti be po-suvirinimo terminio apdorojimo.

Koks užpildas turi būti naudojamas suvirinimui?

Naudokite 321 tipo užpildą 321 ir 347 tipo užpildą 347H, kad suvirinimo metalas būtų tinkamai stabilizuotas. Užpildo pasirinkimas taip pat turi atitikti taikomąjį programos kodą (ASME IX skyrius arba lygiavertis).

Kokia yra maksimali šių klasių eksploatavimo temperatūra?

321 paprastai vertinamas nuolatiniam aptarnavimui iki maždaug 816 laipsnių; 347H įvertintas iki maždaug 816 laipsnių ir geresnis ilgalaikis{4}}šliaužimas šiame diapazone. Aukštesnėje temperatūroje oksidacija ir šliaužimas paprastai verčia pereiti prie aukštesnių -lydinio karščiui{7}}atsparių klasių.