Почему стоит выбирать нержавеющую сталь SUS321 для жаростойких-применений

Почему SUS321 является предпочтительной жаростойкой-аустенитной маркой

SUS321 — это стабилизированная титаном аустенитная нержавеющая сталь, определенная стандартами JIS G4303 (пруток), JIS G4304 (горячекатаный-лист) и JIS G4305 (холоднокатаный лист), с эквивалентами UNS S32100 по ASTM A240 и EN 1.4541 по EN 10088. Ее определяющей особенностью является контролируемое добавление. титана с содержанием углерода как минимум в пять раз больше. Во время воздействия в диапазоне 425–850 градусов нестабилизированные аустенитные марки, такие как SUS304, выделяют карбиды хрома на границах зерен, обедняя локальный хром и делая материал уязвимым для межкристаллитной коррозии. В SUS321 титан реагирует преимущественно с углеродом, сохраняя хром в твердом растворе, так что коррозионная стойкость сохраняется после сварки и после эксплуатации при повышенной температуре.

По этой причине SUS321 выбирается там, где компоненты неоднократно попадают в окно сенсибилизации: вытяжные системы, части печей, радиационные трубы, оборудование для термической обработки и теплообменники. Эта марка сочетает в себе общую коррозионную стойкость семейства 18-8 со значительно более высокой устойчивостью к высокотемпературному разрушению.

Химический состав согласно JIS G4304 и ASTM A240.

Механические свойства в растворе-отожженном состоянии

Работа при высоких-температурах и ползучесть

SUS321 обладает хорошей стойкостью к окислению примерно до 900 градусов при прерывистой работе и до 925 градусов при непрерывной работе. Стабилизация титана также обеспечивает более высокую прочность ползучести в диапазоне 425–900 градусов по сравнению с нестабилизированными марками, поэтому вариант SUS321H с более высоким-углеродом (UNS S32109, EN 1.4878) предназначен для находящихся под давлением высокотемпературных-компонентов, таких как трубы перегревателей и внутренние детали котлов. Проектировщикам следует учитывать, что пределы окисления описывают поведение накипи в воздухе; допустимую нагрузку-несущую способность при температуре все равно необходимо проверять по расчетным кривым ползучести для конкретного сечения и уровня напряжения.

Сварка и изготовление

SUS321 легко поддается сварке методами TIG, MIG, MMA и сопротивлением. Для стабилизации металла сварного шва рекомендуется использовать соответствующую присадку ER321 (AWS A5.9). Никакая термообработка после-сварки не является обязательной, что является основным практическим преимуществом перед нестабилизированными марками при изготовлении в полевых условиях. Там, где сварная деталь будет работать в диапазоне температур 425–850 градусов в агрессивных условиях, иногда применяют стабилизирующий отжиг при температуре 850–930 градусов с последующим медленным охлаждением. Полный отжиг на раствор проводится при температуре 920–1150 градусов с последующей закалкой в ​​воде или быстрым охлаждением, когда требуется максимальная коррозионная стойкость и мягкость.

Типичные применения

Автомобильные выпускные коллекторы, корпуса каталитических нейтрализаторов и гибкие сильфоны

Детали печи, радиационные трубы и компоненты горелок

Теплообменники и элементы воздухонагревателя циклического действия.

Термические окислители, облицовки мусоросжигательных заводов и дымоходов

Компенсаторы и сильфонные уплотнения для горячих воздуховодов

Часто задаваемые вопросы

SUS321 — это то же самое, что AISI 321?

Да. SUS321 — обозначение японского промышленного стандарта; AISI 321 и UNS S32100 — соответствующие обозначения в Северной Америке для одной и той же титан-стабилизированной аустенитной марки, а стандарт EN 1.4541 – европейский эквивалент.

Почему в SUS321 добавлен титан?

Титан соединяется с углеродом, а не с хромом, предотвращая осаждение карбида хрома на границах зерен в диапазоне 425–850 градусов. Это сохраняет стойкость к межкристаллитной коррозии после сварки и эксплуатации при высоких-температурах, что является основной причиной существования этой марки.

Какую температуру выдерживает SUS321?

Хорошая стойкость к окислению сохраняется примерно до 900 градусов при прерывистой работе и до 925 градусов при непрерывной работе. Для работы под давлением,-несущей нагрузки допустимое напряжение должно оцениваться по расчетным данным для повышенных-температур, а не только по пределу окисления.

Требует ли SUS321 термообработки после-сварки?

Нет. Поскольку материал стабилизирован, PWHT не является обязательным. При эксплуатации в условиях сильной коррозии при повышенной температуре в нормах проектирования может быть предусмотрен стабилизационный отжиг при температуре 850–930 градусов.

В чем разница между SUS321 и SUS304?

Отличие – титановая стабилизация. SUS304 может стать сенсибилизированным и потерять коррозионную стойкость при сварке или выдерживании в диапазоне 425–850 градусов; SUS321 сохраняет свою коррозионную стойкость в этих условиях и, кроме того, обеспечивает более высокую прочность на ползучесть при повышенной температуре за счет небольшой надбавки к цене.

Доступен ли SUS321 в листах, пластинах и трубах?

Да. Этот сорт производится в виде холоднокатаного листа в соответствии с JIS G4305, горячекатаного-листа в соответствии с JIS G4304 и ASTM A240, прутка в соответствии с JIS G4303 и ASTM A276, а также сварных или бесшовных труб в соответствии с ASTM A312 (TP321) и A249.