Oțel inoxidabil 321: titan-grad de rezistență la coroziune intergranulară stabilizat-

Oțelul inoxidabil 321 este o versiune îmbunătățită-stabilizată cu titan a 304, cu adaos de 0,10%-0,30% titan. Titanul se combină de preferință cu carbonul pentru a forma TiC, prevenind precipitarea carburei de crom la granițele granulelor în timpul sudării sau al serviciului la temperatură înaltă, rezolvând astfel problema coroziunii intergranulare de 304 în intervalul de temperatură de sensibilizare (450-850 grade).

Parametrii de bază

Compoziție chimică (% în greutate): C mai mic sau egal cu 0,08, Si mai mic sau egal cu 1,00, Mn mai mic sau egal cu 2,00, P mai mic sau egal cu 0,045, S mai mic sau egal cu 0,030, Cr=17.00-19.00, Ni{=9.00-12.00}, Ti{=9.00-12.00}}

Proprietăți mecanice (recoace): rezistență la tracțiune mai mare sau egală cu 520 MPa, rezistență la curgere mai mare sau egală cu 205 MPa, alungire mai mare sau egală cu 40%, duritate Brinell mai mică sau egală cu 201 HB

Temperatura de serviciu: 400 grade până la 900 grade (serviciu continuu), până la 950 grade pentru serviciu pe termen scurt-

Grade echivalente: SUS321 (JIS), EN 1.4541 (EN), UNS S32100 (ASTM)

Avantaje de performanță: Stabilizarea cu titan permite rezistența la coroziune intergranulară fără tratament termic post{0}}sudare; rezistența la fluaj-înaltă la temperatură este cu 22% mai mare decât cea a 304 la 600 de grade; filmul de oxid compozit Cr₂O₃{-TiO₂ format la temperaturi ridicate are o compactitate mai bună decât 304, cu o rată de creștere a greutății de oxidare cu 30% mai mică la 900 de grade; sudabilitate și formabilitate bună.

Aplicații tipice: tuburi pentru schimbătoare de căldură cu temperatură înaltă-, conducte pentru circuitele secundare ale centralelor nucleare, tuburi pentru cuptoare de cracare chimică, sisteme de evacuare pentru autovehicule (colective, carcase catalitice) și componente cu temperatură înaltă- în unitățile de cracare catalitică petrochimică.

Întrebări și răspunsuri practice

Î1: Care este rolul titanului în oțelul inoxidabil 321? A1: Afinitatea titanului pentru carbon este mai mare decât cea a cromului. Se combină de preferință cu carbonul pentru a forma TiC stabil, evitând formarea de Cr₂₃C₆ și epuizarea rezultată a cromului la limitele de granule. Testele de simulare termică arată că după menținerea la 650 de grade timp de 2 ore, precipitarea carburilor de crom la limitele granulelor de 304 ajunge la 3,2%, în timp ce cea de 321 este de doar 0,8%.

Î2: Va apărea „arsurarea titanului” la sudarea 321? A2: Da. Titanul este predispus la oxidare și ardere atunci când temperatura de sudare depășește 1200 de grade. Ar trebui adoptată sudarea TIG, cu curentul controlat la 100-140A, timpul de rezidență al arcului scurtat și protecția cu argon pur utilizată pentru a asigura conținutul de titan nu mai mic de 0,10%.

Î3: Care este diferența dintre 321 și 304 în ceea ce privește rezistența la coroziune intergranulară? A3: 304 este predispus la coroziune intergranulară atunci când rămâne în intervalul 450-850 de grade pentru o perioadă lungă de timp (zonă de sensibilizare) după sudare; 321, datorită stabilizării cu titan, nu produce sensibilizare chiar dacă rămâne în zona de sensibilizare pentru o perioadă lungă de timp și are o rezistență excelentă la coroziune intergranulară fără tratament termic post-sudare.

Î4: Este 321 potrivit pentru tuburile cazanelor de-înaltă temperatură și de înaltă-presiune? A4: Da. Are o rezistență excelentă la fluaj-la temperatură ridicată și rezistență la coroziune intergranulară și poate fi utilizat ca supraîncălzitor și tuburi de reîncălzire a cazanului în intervalul de temperatură de 400-850 de grade și presiune mai mică sau egală cu 10MPa. Trebuie remarcat faptul că grosimea peretelui trebuie proiectată în mod rezonabil în funcție de presiunea de lucru pentru a asigura siguranța structurală.

Î5: Cum să manevrezi suprafața din oțel inoxidabil 321 pentru a îmbunătăți rezistența la oxidare la temperatură înaltă-? A5: După procesare, efectuați un tratament de pasivare cu soluție de acid azotic 25% + 2% acid fluorhidric (temperatura camerei, 20 de minute) pentru a forma o peliculă densă de oxid compozit de Cr₂O₃-TiO₂; pentru componentele utilizate peste 800 de grade , se poate aplica pe suprafață un strat de ceramică rezistent la temperatură înaltă{{9}, pentru a spori și mai mult rezistența la oxidare.