Нержавеющая сталь 321H

321H (UNS S32109) — это высокоуглеродистый вариант типа 321,-стабилизированной титаном аустенитной нержавеющей стали. Содержание углерода контролируется на уровне 0,04-0,10 %, а содержание титана — в 5 раз (C+N) с максимальным содержанием 0,70 %, поэтому более высокое содержание углерода не приводит к осаждению карбида хрома-. В результате получается марка с значительно лучшим сопротивлением ползучести, чем у 321 при температуре выше 800°С, сохраняя при этом стойкость к межкристаллитной коррозии, которую обеспечивает стабилизация титана.

Химический состав (ASTM A240, UNS S32109)

Элемент (мас.%)	321H (УНС S32109)
C	0.04-0.10
Мин.	Меньше или равно 2,00
P	Меньше или равно 0,045
S	Меньше или равно 0,030
Си	Меньше или равно 0,75
Кр	17.0-19.0
Ни	9.0-12.0
Ти	5(C+N) мин до 0,70
N	Меньше или равно 0,10

Механические свойства

Отожженная пластина в соответствии с ASTM A240 UNS S32109: предел прочности при растяжении больше или равен 515 МПа, предел текучести больше или равен 205 МПа, удлинение больше или равно 40%. Трубы и трубы согласно ASTM A213/A312 (TP321H): предел прочности на разрыв не менее 515 МПа, предел текучести не менее 205 МПа, удлинение не менее 35%.

Почему существует вариант H

Предел ползучести в диапазоне 800-900 C.

Для пароперегревателей котлов, внутренних частей турбин и компонентов печей критерием проектирования при температуре выше 800 C является сопротивление ползучести, а не прочность при комнатной-температуре. Дополнительный углерод в 321H образует плотную дисперсию карбидов титана, которая закрепляет дислокации, значительно замедляя ползучесть по сравнению с 321.

Стабилизация все еще работает

Титан указывается в пропорции к углероду и азоту, минимум 5(C+N). В верхней части диапазона углерода содержание титана должно достигать около 0,50% или более, чего достаточно, чтобы связать практически весь углерод в виде карбида титана. Поскольку углерод заперт в виде TiC, карбиды хрома не образуются на границах зерен, и марка сохраняет устойчивость к межкристаллитной коррозии после сварки.

Обозначения и перекрестные-ссылки

321H обозначается как UNS S32109 по ASTM A240 (пластина), A213 (труба) и A312 (труба). JIS G4304 охватывает базовый класс SUS321, а EN 10088-2 охватывает тип 321 как 1.4541 (X6CrNiTi18-10); сам вариант H не имеет прямого обозначения JIS или EN 10088, поэтому его следует заказывать по стандартам ASTM и UNS. GB/T 3280 06Cr18Ni11Ti — китайское обозначение базового состава 321.

Изготовление и сварка

321Н сваривают со стабилизированной аустенитной присадкой типа AWS ER321 или ER347, которая восстанавливает стабилизацию титана или ниобия в металле шва. Отжиг на раствор перед тяжелой формовкой обычно проводят при температуре около 950-1100°С с последующей закалкой в ​​воде. Для длительной эксплуатации при температуре 800–900 C поддерживайте умеренное тепловложение во время сварки и удаляйте поверхностные оксиды перед обслуживанием.

Часто задаваемые вопросы

1. Что предлагает 321H по сравнению с 321?

Более высокий минимальный уровень углерода, 0,04-0,10 % по сравнению с не более 0,08 %, и, следовательно, лучшая прочность на ползучесть и разрыв для длительной эксплуатации при 800–900 C.

2. Вызывает ли повышенное содержание углерода межкристаллитную коррозию?

Нет. Титан имеет минимальное содержание 5(C+N), которое связывает лишний углерод в виде стабильных карбидов титана и предотвращает истощение хрома на границах зерен.

3. Каков практический предел обслуживания?

В опубликованных технических данных для компонентов, подвергающихся нагрузкам, 321H обычно рассчитан на непрерывную эксплуатацию при температуре около 850-900 C. Выше этого диапазона следует рассматривать сплавы с более высокой-жаростойкостью.

4. Какой присадочный металл используется для сварки 321Н?

Стабилизированный аустенитный присадочный материал типа AWS ER321 или ER347, выбранный таким образом, чтобы металл сварного шва сохранял стабилизацию и соответствовал свойствам основного металла при повышенных-температурах.

5. 321Ч или 347Ч?

В стали 347H (UNS S34709) вместо титана используется ниобий, и ее часто предпочитают для тяжелых сварных секций.. 321H часто является более дешевым-выбором для труб котлов, где сварка ограничена.