SUS321 ir SUS321H palyginimas: titano stabilizuotas ir didelio anglies titano stabilizuotas austenitinis nerūdijantis plienas

SUS321 vs SUS321H: kas keičiasi naudojant anglis?

SUS321 ir SUS321H yra titanu stabilizuoti austenitiniai nerūdijantys plienai, priklausantys tai pačiai 18Cr-10Ni-Ti šeimai. Pagrindinis skirtumas yra anglies kiekis: SUS321 riboja anglies kiekį iki 0,08 %, o SUS321H kontroliuoja iki 0,04–0,10 %. Abi rūšys yra stabilizuotos titanu, kurio anglies kiekis yra ne mažesnis kaip 4 kartus, o ne mažiau kaip 0,70%, kad anglis būtų surišta su TiC karbidais ir negalėtų išardyti chromo ties grūdelių ribomis. Didesnė SUS321H anglies dalis gamina daugiau TiC, kuris suspaudžia grūdelių ribas ir žymiai pagerina valkšnumo stiprumą aukštesnėje temperatūroje, todėl jis yra geriausias pasirinkimas ilgalaikiam eksploatavimui 600–870 laipsnių temperatūroje.

Cheminė sudėtis

Toliau pateiktos sudėties diapazonas atitinka JIS G4304 karšto valcavimo plokštėms ir JIS G4303 strypams; identiška chemija apibrėžta ASTM A240 UNS S32100 ir S32109.

Elementas	SUS321 (masės %)	SUS321H (masės proc.)
Anglis (C)	0.08 max	0.04-0.10
Silicis (Si)	1.00 max	1.00 max
Manganas (Mn)	2.00 max	2.00 max
Fosforas (P)	0.045 max	0.045 max
Siera (S)	0.030 max	0.030 max
Chromas (Cr)	17.0-19.0	17.0-19.0
Nikelis (Ni)	9.0-12.0	9.0-12.0
Titanas (Ti)	4 x C min., 0,70 min	4 x C min., 0,70 min
Geležis (Fe)	Balansas	Balansas

Mechaninės ir aukštos temperatūros savybės

Kambario temperatūroje dvi rūšys yra lygiavertės atkaitintoje būsenoje; skirtumas atsiranda tik ilgalaikėje aukštos temperatūros apkrovoje.

Turtas	SUS321	SUS321H
Min. tempiamasis stipris (MPa)	515	515
Min. išeigos stipris (MPa)	205	205
Min. pailgėjimas (%)	40	40
Maksimalus kietumas (HB)	201	201
Valkšnumo plyšimo stiprumas esant 700 laipsnių / 1000 h (MPa)	60	85
Nepertraukiamo aptarnavimo diapazonas ( laipsnis )	-196 iki 870	-196 iki 870, pageidautina 600-870 įtempių laikančioms dalims

SUS321H 1000 valandų valkšnumo plyšimo stipris esant 700 laipsnių yra maždaug 40 % didesnis nei SUS321, kuris yra lemiamas perkaitintuvo ir garo linijos projektavimo parametras, matuojamas dešimtimis tūkstančių valandų.

Lygiaverčiai pažymiai

Abi klasės turi pripažintus atitikmenis pagrindinėse tarptautinėse žymėjimo sistemose.

Sistema	SUS321	SUS321H
JIS	SUS321	SUS321H
UNS (ASTM A240)	S32100	S32109
AISI	321	321H
EN 10088	1.4541 (X6CrNiTi18-10)	1.4941 (X7CrNiTi18-10)

Pasirinkimas tarp SUS321 ir SUS321H

Pasirinkite SUS321 bendriems aukštos temperatūros komponentams, kurie nepatiria nuolatinio įtempimo: aviacinių variklių išmetimo vamzdžiai, šilumokaičio vamzdžiai, veikiantys žemiau 870 laipsnių, ir cheminės reakcijos indai. Pasirinkite SUS321H, kai komponentas patiria ilgalaikį įtempimą 600–870 laipsnių kampu, pvz., katilo perkaitinimo ir šildytuvo vamzdžiai, aukštos temperatūros garo vamzdynai ir pagalbiniai dujų turbinos komponentai. Kai suvirinamos sunkios SUS321H dalys, po suvirinimo reikalingas 850–900 laipsnių atkaitinimas su oro aušinimu, kad būtų sumažintas liekamasis įtempis ir atkurtas valkšnumas. SUS321H paprastai kainuoja 10–15 % daugiau nei SUS321 dėl griežtesnių anglies dioksido kontrolės ir testavimo reikalavimų.

DUK

Kodėl SUS321H valkšnumo atsparumas aukštai temperatūrai yra didesnis?

Jo kontroliuojamas anglies kiekis 0,04–0,10% sudaro didesnį kiekį smulkių TiC karbidų, kurie pritvirtina grūdelių ribas, kurie atsparūs grūdelių ribos slydimui ir plastinei deformacijai, esant ilgalaikei įtampai aukštesnėje temperatūroje. Rezultatas yra 1000 valandų valkšnumo plyšimo stiprumas esant 700 laipsnių maždaug 85 MPa, palyginti su 60 MPa SUS321.

Kokio terminio apdorojimo po suvirinimo reikia SUS321H?

Storoms sekcijoms reikalingas atkaitinimas po suvirinimo 850–900 laipsnių, o po to aušinamas oru. Tai sumažina suvirinimo liekamąjį įtempį ir atkuria karščio paveiktos zonos valkšnumą aukštoje temperatūroje. Plonoms atkarpoms, mažesnėms už taikomo kodo storio slenkstį, paprastai to nereikia.

Ar SUS321 gali pakeisti SUS321H esant aukštai temperatūrai?

Ne. Virš 600 laipsnių, SUS321 atsparumas valkšnumui yra nepakankamas ir, veikiant nuolatinei apkrovai, pasireikš laipsniška plastinė deformacija, o tai gali sukelti ankstyvą gedimą. SUS321H yra reikalinga medžiaga 600–870 laipsnių diapazone įtempiams laikantiems komponentams.

Ar skiriasi šių dviejų rūšių titano kiekis?

Abu yra stabilizuoti 4 x C temperatūroje su mažiausiai 0,70 % titano. Kadangi SUS321H turi didesnį anglies kiekį, jo faktinis titano kiekis paprastai yra šiek tiek didesnis, todėl susidaro pakankamai TiC, kad stabilizuotų didesnį anglies kiekį.

Kaip pasirinkti tarp SUS321 ir SUS321H?

Pasirinkite SUS321, jei eksploatavimo temperatūra yra 600 laipsnių arba žemesnė, o komponentas nepatiria ilgalaikio aukštos temperatūros įtempimo. Pasirinkite SUS321H, jei eksploatavimo temperatūra yra 600–870 laipsnių, o komponentas patiria ilgalaikį įtempimą, pvz., perkaitintuvo vamzdžiai arba garų linijos, skirtos koduoti valkšnumo taisykles.