SUS321 در مقابل 304: آلیاژ تیتانیوم مقاومت درجه حرارت بالا را بهبود می بخشد

SUS321 در مقابل 304: چگونه آلیاژ تیتانیوم قابلیت خدمات با درجه حرارت بالا را افزایش می دهد

در قلمرو فولادهای ضد زنگ آستنیتی ، SUS321 (JIS ، معادل ASTM 321) و SUS304 (JIS ، معادل ASTM 304) کارگاه های کاربردهای صنعتی هستند. تفاوت اساسی در افزودن SUS321 از تیتانیوم (TI) ، یک انتخاب آلیاژ استراتژیک است که عملکرد آن را در محیط های درجه حرارت بالا به طور قابل توجهی در مقایسه با SUS304 بالا می برد.

در زیر ، ما اصول فنی ، نابرابری های عملکرد و سناریوهای کاربردی را که نقش تحول آمیز تیتانیوم را برجسته می کند ، جدا می کنیم.

1. لبه ترکیبی: نقش "تثبیت" تیتانیوم

عنصر	SUS321 (JIS G4303)	SUS304 (JIS G4303)	تابع اصلی
تیتانیوم (TI)	بزرگتر از یا برابر با 5 × C ((به طور معمول {1}}. 4 - 0. 8 ٪)	-	اشکالذرات تیکترجیحاً به دلیل تمایل کربن قوی تر از کروم ، جلوگیری از تشکیل CR₂₃C₆ و جلوگیری از کاهش کروم مرزی دانه.
کربن (ج)	کمتر از یا مساوی با {{0}. 08 ٪	کمتر از یا مساوی با {{0}. 08 ٪	مقدار کربن مشابه ، اما Ti "کربن را در SUS321 قفل می کند و" مصرف "کروم را در دماهای بالا از بین می برد.

 

2. عملکرد درجه حرارت بالا: سه مزیت اصلی تیتانیوم

① مقاومت در برابر دمای بالاتر و پایداری اکسیداسیون

SUS321:

خدمات مداوم تا 850 درجه (مقاومت کوتاه مدت در برابر 1050 درجه) ، مناسب برای لوله های کوره درجه حرارت بالا و تجهیزات عملیات حرارتی.

تیتانیوم توزیع کاربید را تصفیه می کند ، به تأخیر می اندازد که تجزیه لایه اکسید CR₂O₃ و بهبود مقاومت در برابر پراکندگی مقیاس بیش از 30 ٪ است.

SUS304:

خدمات مداوم محدود به کمتر از یا مساوی 800 درجه است. بدون تثبیت کننده ، کاهش کروم مرزی دانه ، اکسیداسیون و خوردگی بین دانه ای را با گذشت زمان تسریع می کند.

② مقاومت در برابر خزش برتر و قدرت درجه حرارت بالا

SUS321:

قدرت پارگی خزش بیشتر از یا مساوی 60 مگاپاسکال در 700 درجه به مدت 1000 ساعت ، به لطف آستنیت تیتانیوم تثبیت شده تیتانیوم که به تأخیر می اندازد ، شکل گیری فاز شکننده σ را به تأخیر می اندازد. ایده آل برای اجزای تحمل استرس مانند خطوط لوله بخار هسته ای و کوره های ترک خوردگی پتروشیمی.

SUS304:

فقط 40 مگاپاسکال در همان شرایط ، مستعد تغییر شکل پلاستیک یا شکستگی تحت بارهای طولانی مدت با دمای بالا است.

③ مصونیت از خوردگی بین دانه ای

SUS321:

در محدوده حساسیت 450-850 درجه ، تیتانیوم کربن را به دام می اندازد ، که تقریباً خوردگی بین دانه ای در مناطق تحت تأثیر گرمای جوش (HAZ) یا در طول سرویس طولانی مدت با درجه حرارت بالا را از بین می برد. هیچ برنامه پخت و پز پس از جوشکاری لازم نیست و ساخت آن را ساده تر می کند.

SUS304:

بدون تثبیت کننده ، CR₂₃C₆ در امتداد مرزهای دانه در محدوده حساسیت رسوب می کند و باعث کاهش کروم می شود. کاهش نیاز به بازپرداخت راه حل (1 {4} 50} 50 درجه آب) یا استفاده از 304L کم کربن (C کمتر از یا مساوی با 0.03 ٪) است.

 

3. سناریوهای برنامه: چه موقع انتخاب کنید کدام؟

صنعت	SUS321 موارد استفاده (لبه تیتانیوم)	SUS304 از موارد استفاده کنید
انرژی و هسته ای	خطوط لوله بخار با درجه حرارت بالا\/فشار بالا (500-800 درجه در مدارهای اولیه هسته ای) ، مخازن ذخیره نمک مذاب (500-600 درجه در گیاهان CSP)	ذخیره درجه حرارت پایین (به عنوان مثال ، lng در درجه {1}} درجه) ، خطوط لوله میعانات دما-دمای
پتروشیمی	واحدهای ترک خوردگی کاتالیزوری (گاز دودکش های حاوی گوگرد 600-800 درجه) ، برگه های لوله مبدل حرارتی با دمای بالا (بدون نیاز به عملیات حرارتی پس از جوشکاری)	خطوط لوله عمومی اسید\/قلیایی (دما<450°C), non-critical equipment supports
عملیات حرارتی	لوله های خفه کن کوره آنیلایی (900 درجه اتمسفر اکسید کننده) ، راهنماهای آسیاب نورد داغ (محیط های نورد با درجه حرارت بالا)	وسایل عملیات حرارتی دمای هوا ، تجهیزات خشک کردن دمای پایین

 

4. راهنمای انتخاب: ملاحظات کلیدی

آستانه دما: اگر دمای عملیاتی بیشتر از یا مساوی 500 درجه باشد ، به ویژه با استرس پایدار درجه حرارت بالا یا نیازهای جوشکاری (به عنوان مثال ، ساختارهای پیچیده جوش داده شده) SUS321 را انتخاب کنید.

نیازهای جوشکاری: برای جوشکاری در محل اجزای بزرگ (به عنوان مثال ، خطوط لوله) ، HAZ تیتانیوم SUS321 نیاز به عملیات حرارتی پس از جوش ، کاهش هزینه ها و تأخیر در پروژه را از بین می برد.

نوع خوردگی: در حالی که SUS321 در مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای برتری دارد ، از نمرات حاوی مولیبدن مانند SUS316 در محیط های کلرید بالا (به عنوان مثال ، آب دریا) انتخاب کنید. SUS304 برای برنامه های غیر کلرید و درجه حرارت پایین مقرون به صرفه است.