321H неръждаема стомана (UNS S32109): високо-въглероден титан-стабилизиран клас за работа при повишени{4}}температури

321H принадлежи към титан-стабилизираното аустенитно семейство. Наставката H обозначава контролиран диапазон на въглерод от 0,04-0,10%, което е по-високо от максимума от 0,08% на стандарт 321. Допълнителният въглерод се комбинира с титан, за да образува повече титаниеви карбиди, а тези карбиди ограничават плъзгането-на границата на зърното при повишена температура, повишавайки якостта на пълзене и напрежението-разкъсване life. 321H следователно е посочено, когато заварени или студено формовани части трябва да издържат натоварване при 800-900 градуса. Обозначения: UNS S32109, ASTM A240 тип 321H, ASTM A213 TP321H, JIS SUS321H, наследен DIN X10CrNiTi18-10. В рамките на EN 10088 най-близкият стандартен клас е 1.4541 (X6CrNiTi18-10), който покрива основния състав 321.

Химичен състав по ASTM A240

Ограниченията по-долу се отнасят за плоча, лист и лента по ASTM A240 тип 321H; тръбната форма TP321H по ASTM A213 носи същите изисквания.

Механични свойства

В закалено състояние 321H отговаря на същите свойства при минимална стайна-температура като 321.

Предимството на 321H се проявява при температура: по-фините и по-многобройни титаниеви карбиди повишават границата на провлачване при 850 градуса с приблизително 15-20% в сравнение с 321 и подобряват устойчивостта на разрушаване при напрежение при 800-900 градуса, което е основата за използването му в тръбите на прегревателя на котела и прегревателя.

Висока{0}}температурна ефективност

321H се прилага за непрекъсната работа до около 900 градуса в оксидиращи и леко корозивни атмосфери, разположени между 321 при около 870 градуса и 309S при около 980 градуса. Проектните кодове третират обозначението H по различен начин от основния клас: правилата за-съдовете под налягане позволяват 321H при по-високи температури от 321, тъй като неговите данни за пълзене са документирани и неговите карбиди остават стабилни. При 850 градуса, 321H показва значително по-малка деформация на пълзене от 321 за същото напрежение и време, поради което тръбите на прегревателя в този диапазон се определят рутинно като TP321H. Стабилизирането на титан също така запазва устойчивостта на междукристална корозия след заваряване, тъй като съдържанието на титан е мащабирано до въглерод при минимум 5×C, така че по границите на зърната не се образуват зони с изчерпване на хром-.

Производство и заваряване

321H заварява чрез същите процеси като 321, но по-високото съдържание на въглерод изисква дисциплина. Използвайте съвпадащ стабилизиран пълнител, като пълнител, съдържащ титаний-за 321H, тъй като нестабилизираният пълнител отново въвежда риска от сенсибилизация; поддържайте входящата топлина ниска и температурата между преминаването под около 150 градуса; и почистете добре повърхностите на фугите, защото титанът лесно се окислява и губи от заваръчната вана. Огъването изисква повече сила от 321 поради по-високата граница на провлачване и силно студено-формованите части трябва да бъдат закалени с разтвор преди работа при висока-температура. Обработката протича с около 10-15% по-бавно от 321 поради по-високата твърдост и се препоръчва твърдосплавна инструментална екипировка. Отгряването след производството при около 950-1120 градуса, последвано от бързо охлаждане, възстановява пълната пластичност и характеристиките на пълзене.

Приложения и селекция

Типичните компоненти на 321H са тръби за прегревател и прегревател на котела, тръбопроводи за пара, вътрешни части на турбини, тежко{1}}елементи на пещта, разширителни силфони и всякакви заварени части, които носят напрежение при 800-900 градуса. Насоки за избор: използвайте стандарт 321 под около 870 градуса, където напрежението е ниско и цената има значение; използвайте 321H, където частта трябва да поддържа натоварване при 800-900 градуса; и помислете за 347H, където се изисква още по-висока якост на пълзене и стабилност на ниобиев карбид, или 309S/310S, където доминира устойчивостта на мащабиране над 900-1000 градуса. В богати на сяра горивни атмосфери стабилизираните с титан класове обикновено се предпочитат пред стабилизираните с ниобий, тъй като ниобият може да образува крехки сулфиди.

Често задавани въпроси

Q1: Защо по-високият въглерод подобрява 321H при висока температура?A1: 0,04-0,10% въглерод реагира с титан, за да образува повече титаниеви карбиди, отколкото в 321. Тези фини карбиди закрепват границите на зърната и забавят атомната дифузия, която води до пълзене, повишавайки границата на провлачване при 850 градуса с приблизително 15-20% и удължавайки живота на напрежение при разкъсване.

Q2: 321H запазва ли устойчивостта на корозия на 321?A2: Да. Титанът е определен при минимум 5×C, така че за 0,10% въглерод минималният титан е 0,50%, което свързва по същество целия въглерод и предотвратява-изчерпаните на хром зони. Устойчивостта на междукристална корозия след заваряване съответства на 321.

Q3: Каква е максималната работна температура от 321H?A3: Непрекъснатото обслужване обикновено е ограничено до около 900 градуса в окислителна атмосфера. Между 870 градуса и 900 градуса, 321H се предпочита пред 321 за-носещи части; над 900 градуса помислете за 309S, 310S или 347H в зависимост от напрежението и атмосферата.

Q4: Как се заварява 321H?A4: Чрез GTAW, GMAW или SMAW със стабилизиран пълнител, носещ титаний-, ниско подаване на топлина, температура на междинно преминаване под около 150 градуса и чисти повърхности на фугите. За устойчивост на корозия не се изисква термична обработка след -заваряване.

Q5: Какъв е EN еквивалентът на 321H?A5: EN 10088 не определя клас H-; най-близкият клас EN 10088 е 1.4541 (X6CrNiTi18-10), който съответства на стандарт 321. Означението H съществува в ASTM A240, ASTM A213, ASME SA-240 и SA-213 и в JIS като SUS321H.

В6: Кога трябва да избера 321H вместо 347H?A6: Изберете 321H за 800-900 градусово натоварване-обслужване на лагери, където цената има значение и заваряването е лесно; 321H обикновено е по-евтин от 347H. Изберете 347H, където максималната якост на пълзене и стабилността на ниобиев карбид оправдават по-високата цена и имайте предвид, че 321H обикновено се предпочита в богати на сяра атмосфери.