321H rostfritt stål, en austenitisk kvalitet stabiliserad med titan, betecknad som UNS S32109, är en högre-kolvariant av 321 rostfritt stål, som erbjuder förbättrat krypmotstånd och styrka vid förhöjda temperaturer.
I den här bloggen presenterar vi egenskaperna hos 321H rostfritt stål, inklusive dess kemiska sammansättning, fysikaliska egenskaper, mekaniska egenskaper och fördelar.
Vad är 321H rostfritt stål?
321H (UNS S32109) är versionen med hög-kolhalt av den klassiska titan-stabiliserade 321-legeringen. "H"-beteckningen indikerar en kontrollerad kolhalt (0,04-0,10 %) specifikt för förbättrad hållfasthet vid hög temperatur.
Liksom standard 321 är den stabiliserad med titan för att förhindra skadlig kromkarbidbildning, men den förhöjda kolnivån ger överlägsna kryp- och spänningsbrottsegenskaper.
321H rostfritt stålKemisk sammansättning
Den exakta sammansättningen är grunden för 321H:s beteende. Nyckelelement inkluderar (typisk viktprocent, enligt ASTM A213/A312):
Krom (Cr): 17.0 - 19.0% - Ger grundläggande korrosions- och oxidationsbeständighet genom att bilda ett passivt ytskikt.
Nickel (Ni): 9.0 - 12.0% - Stabiliserar den austenitiska mikrostrukturen, ger seghet, duktilitet och motståndskraft mot reducerande syror.
Kol (C): 0.04 - 0.10% - Avsiktligt förhöjd för att öka hög-temperatur draghållfasthet och kryphållfasthet.
Titan (Ti): Större än eller lika med minst 4*(C%), vanligtvis ~0,70 % - Den kritiska stabilisatorn. Titan har en högre affinitet för kol än krom. Den bildar stabila titankarbider (TiC), som effektivt "binder upp" kolet och förhindrar bildandet av kromkarbider vid korngränserna under exponering för 800-1500 grader F (427-816 grader).
Mangan (Mn): Mindre än eller lika med 2,0 %
Kisel (Si): Mindre än eller lika med 0,75 %
Fosfor (P): Mindre än eller lika med 0,045 %
Svavel (S): Mindre än eller lika med 0,030 %
Järn (Fe): Balans.
Ti:C-förhållandet är avgörande. Ett minimiförhållande på 4:1 säkerställer tillräckligt med titan för att helt stabilisera kolhalten.
321H rostfritt stålFysiska egenskaper
Dessa inneboende egenskaper är i stort sett oförändrade från standard 321:
Densitet: 0,29 lb/tum³ (8,0 g/cm³)
Smältområde: 2550-2590 grader F (1399-1421 grader)
Specifik värme (32-212 grader F / 0-100 grader): 0,12 BTU/lb·grad F (500 J/kg·K)
Värmeledningsförmåga: Vid 212 grader F (100 grader): 9,3 BTU·in/(hr·ft²· grader F) [16,2 W/(m·K)]
Värmeexpansionskoefficient: 9,2 x 10⁻⁶ per grad F (16,6 x 10⁻⁶ per grad) från 32-212 grader F. Denna expansionshastighet är högre än kolstål, en viktig faktor vid systemdesign.
Elasticitetsmodul (spänning): 28,3 x 10 psi (195 GPa) vid rumstemperatur.
321H rostfritt stålMekaniska egenskaper
Faktiska värden varierar med produktform och storlek. Nedanstående värden är typiska för glödgat material enligt ASTM-standarder.
Draghållfasthet: 75 000 psi (515 MPa) min
Avkastningsstyrka (0,2 % offset): 30 000 psi (205 MPa) min
Förlängning i 2 tum: 35 % min
Hårdhet (Brinell): 170 HB max (glödgat skick)
Fördelen med hög-temperatur: Även om styrkan i rumstemperatur är jämförbar med andra austenitiska egenskaper, utmärker sig 321H verkligen vid förhöjda temperaturer.
Dess kryphållfasthet och spänningsbrottstyrka är betydligt överlägsen standard 304/304H och till och med 321 vid temperaturer över 1000 grader F (538 grader). Detta möjliggör utformning av tunnare-väggiga komponenter eller drift vid högre tryck i varmdrift.
321H rostfritt stål Fördelar
Resistens mot sensibilisering och intergranulär korrosion: Detta är den primära designens syfte. Genom att binda kol som titankarbider motstår 321H bildningen av krom-utarmade zoner längs korngränserna, vilket gör den idealisk för svetsning och hög-temperaturservice där standard 304/304H skulle vara mottaglig.
Utmärkt hög-temperaturstyrka: Den kontrollerade högre kolhalten förbättrar direkt kort-draghållfasthet och, ännu viktigare, lång-kryp- och spänningsbrottegenskaper.
Överlägsen oxidationsbeständighet: Kromhalten bildar ett stabilt, vidhäftande oxidskikt (Cr₂O₃) som skyddar basmetallen från avlagringar och nedbrytning vid kontinuerlig drift upp till ~1500 grader F (816 grader) och intermittent drift upp till ~1600 grader F (871 grader).
God allmän korrosionsbeständighet: Den presterar på samma sätt som 304 i ett brett spektrum av atmosfäriska, kemiska och sura miljöer, motstår organiska kemikalier, livsmedelsfärgämnen och de flesta oxiderande syror.
Svetsbarhet: Utmärkt, med vanliga bågsvetsprocesser. Efter-svetsvärmebehandling krävs i allmänhet inte för korrosionsskydd på grund av stabilisering, men kan specificeras för spänningsavlastning.
Om du köper 321H-rör eller kopplingar,kontakta ossför konkurrenskraftiga offerter och expertvägledning.
