Нержавіюча сталь SUS321: висока-температурна-стійка аустенітна сталь

Що таке нержавіюча сталь SUS321?

SUS321 - це аустенітна нержавіюча сталь, стабілізована титаном. Під час роботи при високій-температурі або зварювання титан поєднується з вуглецем, утворюючи стабільні карбіди титану, тому хром залишається доступним у твердому розчині на межах зерен. Це запобігає виснаженню хрому та подальшій міжкристалітній корозії, що є основною причиною, чому SUS321 вибрано для обладнання, що працює від приблизно 450 градусів до 850 градусів.

SUS321 можна використовувати для безперервної роботи приблизно до 850 градусів і для короткочасного-опромінення до 1050 градусів, залежно від корозійної атмосфери та прикладеного навантаження.

Хімічний склад відповідно до JIS G4303

Елемент мас.%	SUS321
Карбон	Менше або дорівнює 0,08
Кремній	Менше або дорівнює 1,00
Марганець	Менше або дорівнює 2,00
Фосфор	Менше або дорівнює 0,045
Сірка	Менше або дорівнює 0,030
Хром	17.0 – 19.0
Нікель	9.0 – 12.0
Титан	Більше або дорівнює 5 × C, зазвичай 0,4–0,8

Механічні та високо{0}}температурні властивості

При кімнатній температурі SUS321, що подається до JIS G4303, забезпечує межу міцності на розрив щонайменше 520 МПа, межу текучості щонайменше 205 МПа та подовження щонайменше 40%. Його високе{6}}температурне значення пов’язане зі стійкістю до повзучості: при 700 градусах напруга для стійкості до повзучості в 1000 годин становить близько 60 МПа, що підтримує його використання в компонентах котлів і{10}}теплообмінників, які витримують постійні навантаження при високій температурі.

Власність	Значення згідно JIS G4303
Міцність на розрив	Більше або дорівнює 520 МПа
Межа текучості	Більше або дорівнює 205 МПа
Подовження	Більше або дорівнює 40%
Твердість	Менше або дорівнює 187 HB
Напруга повзучого розриву при 700 градусах протягом 1000 годин	Більше або дорівнює 60 МПа

Термічна обробка та сенсибілізація

SUS321 зазвичай постачається в розчині-відпаленому стані: нагріте до 1000–1100 градусів і швидко охолоджене у воді, що утримує хром і титан у розчині. Коли необхідна максимальна стійкість до міжкристалітної корозії, стабілізаційний відпал при 850–900 градусах протягом 1–2 годин дозволяє карбідам титану повністю утворитися до того, як сплав повернеться до експлуатації. Слід уникати діапазону чутливості 450–850 градусів під час повільного охолодження або тривалого гарячого-витримування, якщо тільки сплав не є титан-стабілізованим.

Міркування щодо зварювання

SUS321 можна зварювати звичайними процесами, такими як TIG, MIG і SMAW. Рекомендується використовувати присадковий метал, такий як ER321 або ER347, щоб зварювальний метал зберігав стабілізацію титану або ніобію. Підтримуйте міжпрохідну температуру на рівні або нижче 150 градусів і використовуйте низьке введення тепла, щоб обмежити випадання та деформацію карбіду. Термічна обробка після-зварювання зазвичай не потрібна для стабілізованих марок, але стабілізаційний відпал може бути призначений для дуже сильної корозійної роботи.

Часті запитання

Q1: Яка максимальна робоча температура SUS321?
A1: Безперервна робота приблизно до 850 градусів і короткочасний вплив до 1050 градусів, залежно від атмосфери та навантаження.

Q2: Чому до SUS321 додають титан?
A2: Титан утворює стабільні карбіди титану з вуглецем, запобігаючи випаданню карбіду хрому на границях зерен і захищаючи сплав від міжкристалічної корозії.

Q3: Яка різниця між SUS321 і SUS304?
A3: SUS304 не має стабілізуючого елемента і може зазнавати сенсибілізації в діапазоні 450–850 градусів; SUS321 додає титан і є кращим для зварних компонентів і експлуатації вище приблизно 400 градусів.

Питання 4: чи потрібна термообробка SUS321 після-зварювання?
A4: Зазвичай ні, оскільки титанова стабілізація запобігає сенсибілізації. Стабілізаційний відпал при 850–900 градусах може бути призначений для сильної корозійної роботи.

Q5: Який присадний метал використовується для зварювання SUS321?
A5: Зазвичай використовується присадний метал ER321 або ER347, температура між проходами підтримується на рівні 150 градусів або нижче.

Q6: SUS321 магнітний?
A6: № SUS321 є аустенітним і, по суті, не-магнітним у відпаленому стані.