Tērauda 321H plāksne vs 321: kāda ir atšķirība?

321 un321H nerūsējošā tērauda plāksneabas ir lieliskas titāna{0}}stabilizētas austenīta kategorijas, taču tās nav vienādas. Šajā rakstā jūs redzēsiet, kā tieši atšķiras to ķīmiskais sastāvs, mehāniskās īpašības, augstās temperatūras īpašības un izmantošana reālajā pasaulē.

Kas ir 321 un 321H?

Gan 321, gan 321H ir austenīta nerūsējošais tērauds, kas ir stabilizēts ar titānu. Stabilizācija nozīmē, ka sakausējumam tiek pievienots titāns (parasti 5x oglekļa saturs, vismaz 0,10%).

Titānam ir daudz spēcīgāka pievilcība ogleklim nekā hromam. Kad tērauds tiek karsēts (metināšanas vai augstas temperatūras ekspluatācijas laikā), titāns vispirms satver oglekli, veidojot nekaitīgus titāna karbīdus. Tas novērš hroma karbīdu veidošanos uz graudu robežām, kas izraisa starpkristālu koroziju (bieži sauc par "metināšanas sabrukšanu").

Tātad abas klases iztur sensibilizāciju. Taču 321H ir īpaši izstrādāts izmantošanai augstās -temperatūras apstākļos, kur kritiski svarīgas ir šļūdes izturība un sprieguma pārrāvuma īpašības.

Ķīmiskais sastāvs: oglekļa atšķirība

Tālāk esošajā tabulā parādītas galvenās ķīmiskās atšķirības saskaņā ar ASTM A240.

Avots: ASTM A240 / A240M

Ko jums saka skaitļi:

321 pieļauj oglekli līdz 0,08%, bet tai nav zemākas robežas. 321H prasa vismaz 0,04% oglekļa un pieļauj līdz 0,10%. Šis papildu ogleklis, apvienojumā ar titānu, veido vairāk titāna karbīdu, strādājot ar augstu{6}}temperatūru. Šie karbīdi "piesprauž" graudu robežas un neļauj tām slīdēt spriedzes ietekmē – šo mehānismu sauc par nokrišņu stiprināšanu. Tāpēc 321H ir lielāka šļūdes izturība nekā 321.

Mehāniskās īpašības: istabas temperatūra pret augstu temperatūru

Istabas temperatūrā 321 un 321H ir gandrīz identiskas mehāniskās īpašības. Atšķirība kļūst dramatiska, kad temperatūra pārsniedz 1000 grādus F (537 grādus).

Telpas temperatūras īpašības (rūdīts stāvoklis)

Avoti: ASTM A240, ASME SA-240

Augstas{0}}temperatūras īpašības

"H" klase ir īpaši paredzēta lietošanai paaugstinātā temperatūrā. Tālāk ir sniegts pieļaujamo spriegumu salīdzinājums augstās temperatūrās saskaņā ar ASME II sadaļas D daļu.

Datu avots: ASME katlu un spiedtvertņu kods, II sadaļa, D daļa

Ko tas nozīmē: 1500 °F (816 grādi) temperatūrā 321H var droši izturēt par 87% lielāku spriedzi nekā 321. Tā ir milzīga atšķirība iekārtām, kas nepārtraukti darbojas zem slodzes, piemēram, pārkarsētāja caurule vai spiedtvertne naftas ķīmijas rūpnīcā.

Šļūdes stiprības salīdzinājums

Šļūde ir lēna, paliekoša deformācija, kas notiek, kad metāls tiek turēts zem sprieguma augstā temperatūrā. Ilgtermiņa ekspluatācijai šļūdes izturība bieži ir svarīgāka par īstermiņa stiepes izturību.

1200 °F (649 grādi) temperatūrā 10 000 psi sprieguma apstākļos:

321 pārplīsīs pēc aptuveni 5000 stundām

321H pārplīsīs pēc aptuveni 10 000 stundām, kas ir divreiz ilgāks par kalpošanas laiku.

Pie 1400 °F (760 grādi) zem 5000 psi:

321 plīsumi aptuveni 1000 stundās

321H ilgst vairāk nekā 3000 stundas.

Tāpēc saskaņā ar spiedtvertņu kodiem (ASME VIII sadaļa) ir nepieciešams izmantot 321H ilgstošai -augstas-temperatūras apkalpošanai, ja projektēšanas apsvērums ir šļūde.

Fizikālās īpašības

Abām kategorijām ir gandrīz identiskas fizikālās īpašības, jo to bāzes sastāvs ir tik līdzīgs.

Abas kategorijas pēc atkausēšanas paliek ne-magnētiskas. Aukstā apstrāde (locīšana, velmēšana) var izraisīt nelielu magnētismu, taču tas neietekmē veiktspēju augstā temperatūrā.

Izturība pret koroziju

Tā kā abas kategorijas ir stabilizētas ar titānu{0}}, tās nodrošina identisku izturību pret starpkristālu koroziju. Neviens necietīs no "metināšanas sabrukšanas" pēc metināšanas vai temperatūras no 800 līdz 1600 grādiem F (425-870 grādi).

Citās kodīgās vidēs:

• Vispārējā korozija:Abi ir izturīgi pret oksidāciju un mērogošanu līdz aptuveni 1500 °F (816 grādi) nepārtrauktā darbībā un 1600 °F (871 grādu) ar pārtraukumiem.

• Skābju izturība:Abām ir līdzīga izturība pret atšķaidītām skābēm, taču neviena no tām nav piemērota stiprām reducējošām skābēm (piemēram, sālsskābei vai karstai sērskābei).

• Hlorīda sprieguma korozijas plaisāšana (SCC):Tāpat kā visi austenīta nerūsējošie tēraudi, gan 321, gan 321H var saplaisāt karstos hlorīda šķīdumos, kuru temperatūra pārsniedz 60 grādus. Lai izmantotu jūras ūdeni vai sālījumu augstā temperatūrā, apsveriet dupleksa vai super{5}}austenīta kategorijas.

Svarīga piezīme: Abu šķiru izturība pret koroziju ir vislabākā šķīduma atkvēlinātā stāvoklī (uzkarsē līdz 1850–2050 ° F / 1010–1120 grādiem un ātri atdzesē). Titāna stabilizācijas dēļ pēc-metināšanas termiskā apstrāde nav nepieciešama — tā ir liela priekšrocība salīdzinājumā ar ne{6}}stabilizētām pakāpēm, piemēram, 304 vai 304H.

Metināmība un izgatavošana

Gan 321, gan 321H metina skaisti. Tos var savienot, izmantojot TIG, MIG, nūju vai iegremdētu loka metināšanu. Izmantojiet atbilstošus pildvielu metālus: ER321 TIG/MIG un E347 (vai E321) stieņu metināšanai. Titāns stabilizē metināšanas baseinu, novēršot hroma karbīda nogulsnēšanos karstuma -ietekmētajā zonā.

Nav nepieciešama priekšsildīšana nevienai kategorijai, pat biezām sekcijām. Nav nepieciešama arī pēc-metināšanas termiskā apstrāde — varat metināt un nodot iekārtu tieši augstas temperatūras-apkalpošanai, neuztraucoties par sensibilizāciju.

Formēšana un apstrāde: abi{0}} ātri sacietē. Apstrādei izmantojiet asus instrumentus, mazu griešanas ātrumu un daudz dzesēšanas šķidruma. Aukstai formēšanai (locīšanai, velmēšanai) ļaujiet atsperei – 321H ar nedaudz augstāku oglekļa saturu var būt nedaudz grūtāk veidojams.

Standarti un specifikācijas

Vienmēr pieprasiet dzirnavu pārbaudes sertifikātu (MTC), kas apstiprina pareizo pakāpi.

Lietojumprogrammas: kad kuru lietot?

Izvēlieties 321 (standarta) Kad:

Temperatūra ir mērena — zem aptuveni 1000 °F (537 grādi) nepārtrauktai darbībai.

Jums nav nepieciešama maksimālā šļūdes izturība – piemēram, izplūdes skursteņos, kurtuves daļās, kas nav smagi noslogotas, vai siltummaiņos, kas darbojas zemā spiedienā.

Iekārta redzēs ciklisku sildīšanu un dzesēšanu – 321 ir nedaudz izturīgāks pret termisko nogurumu nekā 321H, jo tajā ir mazāk karbīdu.

Izmaksas ir faktors — 321 parasti ir lētāks un plašāk pieejams nekā 321H.

Izvēlieties 321H Kad:

Temperatūra pārsniedz 1000 °F (537 °F) – īpaši virs 1200 °F, kur slīdēšana rada bažas.

Iekārtas atrodas nepārtrauktā spriedzē – spiedtvertnes, katlu pārkarsētāja caurules, naftas pārstrādes rūpnīcas cauruļvadi un ķīmiskie reaktori.

Nepieciešams ilgs kalpošanas laiks – 321H var dubultot vai trīskāršot detaļas kalpošanas laiku, salīdzinot ar 321 augstā temperatūrā.

ASME kodam ir nepieciešama “H” kategorija — daudzi katlu un spiedtvertņu kodi nosaka H kategoriju izmantošanu paaugstinātas{0}}temperatūras pakalpojumam.

Jūs metināt biezas sekcijas — nedaudz augstāks ogleklis 321H nodrošina labāku izturību augstā temperatūrā karstuma{1}}ietekmētajā zonā.

Secinājums

Atšķirība starp 321 un 321H nerūsējošā tērauda plāksnēm ir saistīta ar oglekļa saturu.

321 ir lielisks, daudzpusīgs ar titānu stabilizēts nerūsējošais tērauds, kas paredzēts lietošanai līdz aptuveni 1000 grādiem F (537 grādiem). Tas ir izturīgs pret starpkristālu koroziju, viegli metināms un nav nepieciešama termiskā apstrāde pēc metināšanas.

321H ir versija ar augstu oglekļa saturu, kas paredzēta ilgstošai, nesošai ekspluatācijai temperatūrā virs 1000 °F (537 grādi). Pie 1500 ° F tas piedāvā gandrīz divreiz lielāku pieļaujamo spriegumu nekā standarta 321, padarot to par vienīgo drošo izvēli augstspiediena un augstas temperatūras iekārtām.

Tātad, kuru jums vajadzētu iegādāties?

Ja jūsu darba temperatūra ir zemāka par 1000 grādiem F un šļūde nerada bažas par dizainu, standarts 321 ir pilnīgi piemērots. Ja jūsu aprīkojums nepārtraukti darbosies temperatūrā virs 1000 °F ievērojama spiediena vai stresa apstākļos, 321H ir labāks risinājums.