Nerezová ocel 321H, austenitická třída stabilizovaná titanem, označená jako UNS S32109, je více-uhlíková varianta nerezové oceli 321, která nabízí zvýšenou odolnost proti tečení a pevnost při zvýšených teplotách.
V tomto blogu představíme vlastnosti nerezové oceli 321H, včetně jejího chemického složení, fyzikálních vlastností, mechanických vlastností a výhod.
Co je nerezová ocel 321H?
321H (UNS S32109) je vysoce-uhlíková verze klasické titanem-stabilizované slitiny 321. Označení „H“ označuje kontrolovaný obsah uhlíku (0,04-0,10 %) speciálně pro zvýšenou pevnost při vysokých teplotách.
Stejně jako standardní 321 je stabilizován titanem, aby se zabránilo škodlivé tvorbě karbidu chrómu, ale zvýšená hladina uhlíku poskytuje vynikající vlastnosti při tečení a prasknutí.
Nerezová ocel 321HChemické složení
Přesné složení je základem chování 321H. Mezi klíčové prvky patří (typická hmotnost %, podle ASTM A213/A312):
Chrom (Cr): 17.0 - 19.0 % - Poskytuje základní odolnost proti korozi a oxidaci tím, že vytváří pasivní povrchovou vrstvu.
Nikl (Ni): 9.0 - 12.0% - Stabilizuje austenitickou mikrostrukturu, poskytuje houževnatost, tažnost a odolnost vůči redukčním kyselinám.
Uhlík (C): 0.04 - 0.10% - Záměrně zvýšený pro zvýšení-vysokoteplotní pevnosti v tahu a tečení.
Titan (Ti): minimálně 4*(C%) nebo větší, obvykle ~0,70% - Kritický stabilizátor. Titan má vyšší afinitu k uhlíku než chrom. Tvoří stabilní karbidy titanu (TiC), účinně „svazuje“ uhlík a zabraňuje tvorbě karbidů chrómu na hranicích zrn během vystavení teplotám 800-1500 stupňů F (427-816 stupňů).
Mangan (Mn): menší nebo roven 2,0 %
Křemík (Si): menší nebo roven 0,75 %
Fosfor (P): menší nebo roven 0,045 %
Síra (S): 0,030 % nebo méně
Železo (Fe): Rovnováha.
Rozhodující je poměr Ti:C. Minimální poměr 4:1 zajišťuje dostatek titanu pro plnou stabilizaci obsahu uhlíku.
Nerezová ocel 321HFyzikální vlastnosti
Tyto základní vlastnosti se oproti standardu 321 do značné míry nezměnily:
Hustota: 0,29 lb/in³ (8,0 g/cm³)
Rozsah tání: 2550-2590 stupňů F (1399-1421 stupňů)
Specifické teplo (32-212 stupňů F / 0-100 stupňů): 0,12 BTU/lb· stupeň F (500 J/kg·K)
Tepelná vodivost: Při teplotě 212 stupňů F (100 stupňů): 9,3 BTU·in/(h·ft²· stupeň F) [16,2 W/(m·K)]
Koeficient tepelné roztažnosti: 9,2 x 10⁻⁶ na stupeň F (16,6 x 10⁻⁶ na stupeň) od 32 do 212 stupňů F. Tato rychlost roztažnosti je vyšší než u uhlíkové oceli, což je klíčový faktor při návrhu systému.
Modul pružnosti (napětí): 28,3 x 10⁶ psi (195 GPa) při pokojové teplotě.
Nerezová ocel 321HMechanické vlastnosti
Skutečné hodnoty se liší podle tvaru a velikosti produktu. Níže uvedené hodnoty jsou typické pro žíhaný materiál podle norem ASTM.
Pevnost v tahu: 75 000 psi (515 MPa) min
Mez kluzu (0,2% offset): 30 000 psi (205 MPa) min
Prodloužení ve 2 palcích: 35 % min
Tvrdost (Brinell): 170 HB max (Žíhaný stav)
Výhoda při vysokých{0}}teplotách: Zatímco pevnost při pokojové teplotě je srovnatelná s jinými austenitiky, 321H se skutečně odlišuje při zvýšených teplotách.
Jeho pevnost při tečení a pevnost v tahu jsou výrazně lepší než standardní 304/304H a dokonce 321 při teplotách nad 1000 stupňů F (538 stupňů). To umožňuje navrhovat tenčí-stěny nebo provoz při vyšších tlacích v horkém provozu.
Výhody nerezové oceli 321H
Odolnost vůči senzibilizaci a mezikrystalové korozi: Toto je primární záměr návrhu. Sekvestrací uhlíku ve formě karbidů titanu 321H odolává tvorbě chrómových-zón podél hranic zrn, takže je ideální pro svařování a vysokoteplotní-provoz, kde by standardní 304/304H byl citlivý.
Vynikající pevnost při vysokých{0}}teplotách: Kontrolovaný vyšší obsah uhlíku přímo zlepšuje krátkodobou-pevnost v tahu a, což je důležitější, dlouhodobé-tečení a lomové vlastnosti.
Vynikající odolnost proti oxidaci: Obsah chrómu tvoří stabilní přilnavou vrstvu oxidu (Cr₂O₃), která chrání základní kov před usazováním vodního kamene a degradací při nepřetržitém provozu až do ~1500 stupňů F (816 stupňů) a přerušovaném provozu až do ~1600 stupňů F (871 stupňů).
Dobrá obecná odolnost proti korozi: Funguje podobně jako 304 v široké škále atmosférických, chemických a kyselých prostředí, odolává organickým chemikáliím, potravinářským barvivům a většině oxidačních kyselin.
Svařitelnost: Vynikající, při použití běžných postupů obloukového svařování. Tepelné zpracování po-svaření se obecně nevyžaduje pro ochranu proti korozi kvůli stabilizaci, ale může být specifikováno pro odlehčení pnutí.
Pokud získáváte potrubí nebo tvarovky 321H,kontaktujte náspro konkurenční nabídky a odborné poradenství.
