Sammenligning af 321 og 321H rustfrit stål: Standard vs High-Carbon Titanium-stabiliseret kvalitet

Introduktion: To titan-stabiliserede kvaliteter, én kulstofforskel

Graderne 321 (UNS S32100) og 321H (UNS S32109) er titanium-stabiliseret austenitisk rustfrit stål designet til brug ved høje-temperaturer. Begge bruger titanium til at kombinere med kulstof og forhindrer chromcarbidudfældning, så begge modstår intergranulær korrosion efter svejsning. Kerneforskellen er kulstofindhold: 321H har et kontrolleret område på 0,04 til 0,10 procent, hvilket øger krybestyrken ved høj temperatur, mens 321 med 0,08 procent maksimalt kulstof giver bedre sejhed og marginalt bedre intergranulær korrosionsbestandighed.

Kemisk sammensætning sammenlignet

Element (vægt-%)	321 (ASTM A240)	321H (ASTM A240/A213)
Kulstof (C)	0,08 maks	0.04 - 0.10
Mangan (Mn)	2.00 max	2.00 max
Fosfor (P)	0,045 maks	0,045 maks
Svovl (S)	0,030 maks	0,030 maks
Silicium (Si)	0,75 maks	0,75 maks
Chrom (Cr)	17.00 - 19.00	17.00 - 19.00
Nikkel (Ni)	9.00 - 12.00	9.00 - 12.00
Titanium (Ti)	5 x (C+N) min, 0,70 maks	4 x C min, 0,60 maks
Jern (Fe)	Balance	Balance

Mekaniske egenskaber sammenlignet (udglødet)

Ejendom	321	321H
Trækstyrke	515 MPa min	515 MPa min
Udbyttestyrke (0,2 % offset)	205 MPa min	205 MPa min
Forlængelse	40 % min	40 % min
Hårdhed	201 HB maks	201 HB maks

Carbon, krybestyrke og design tilladt

H-suffikset findes af én grund: langsigtet-krybestyrke. Ved temperaturer over ca. 540 C styrker det højere kulstof i 321H matrixen og stabiliserer hårdmetalstrukturen, hvilket giver højere tilladte designspændinger end 321 i kedel- og tryk-beholderkoder. 321H er derfor specificeret for overhednings- og eftervarmerrør, varme damprør og vedvarende belastninger i ovnen ved 500, C. rækkevidde.

Sejhed og korrosionsbestandighed

321 holder kulstoffet lavere, så det bevarer en bedre stødsejhed, herunder ved lav-temperaturdrift ned til ca. -196 C, og lidt bedre intergranulær korrosionsbestandighed end 321H. For komponenter, der veksler mellem lav og høj temperatur, eller hvor sejhed dominerer designet, er 321 den foretrukne kvalitet.

Kryds-standardækvivalenter

Standard	321	321H
UNS	S32100	S32109
JIS	SUS321	SUS321H
EN 10088	1.4541 (X6CrNiTi18-10)	-
EN 10028-7	-	1,4940 (X6CrNiTi18-10 H)

Ansøgninger

321: udstødningsmanifolder til biler, kemiske varmevekslerrør, komponenter, der veksler mellem lav og høj temperatur

321H: kedeloverhedning og eftervarmerrør, rør til varme dampe, indre petrokemiske ovne, nukleare sekundære-kredsløbsrør

FAQ

1. Hvad er titaniums rolle i 321 og 321H?

Titanium kombineres fortrinsvis med kulstof for at danne stabile titaniumcarbider, hvilket forhindrer chromcarbidudfældning ved korngrænser. Dette er den mekanisme, der giver begge kvaliteter modstand mod intergranulær korrosion efter svejsning.

2. Kan 321H bruges i lav-temperaturservice?

Den kan bruges ned til ca. -196 C, men dens sejhed ved lav-temperatur er lavere end den på 321. Til skiftevis lav-- og højtemperaturdrift anbefales 321.

3. Hvilket fyldmetal bruges til 321 og 321H?

ER321 tråd fastholder titanium i svejsemetallet og er det matchende fyldstof til begge kvaliteter. ER347 er et alternativ, når titaniumoverførsel over lysbuen er et problem.

4. Hvad er omkostningsforskellen mellem 321 og 321H?

321H er noget dyrere end 321 på grund af den strammere kulstofkontrol og den yderligere test for høj-temperaturservice. Præmien er typisk i et enkelt-- til lavt-dobbelt--cifret procentinterval afhængigt af produktform.

5. Hvad er den korrekte EN-ækvivalent til 321H?

For plade og strimmel angiver EN 10028-7 1.4940 (X6CrNiTi18-10 H). Bemærk, at 1.4542 er EN-nummeret for 17-4 PH udfældningshærdende stål, ikke for 321H.

6. Hvordan vedligeholdes 321 og 321H høje-temperaturkomponenter?

Fjern oxidbelægninger med jævne mellemrum med mekaniske eller kemiske midler, undgå hurtig afkøling efter høj-temperaturservice for at forhindre termisk stød, og udfør planlagt ikke-destruktiv undersøgelse af svejsninger.