Челична 321Х плоча против 321: у чему је разлика?

321 иПлоча од нерђајућег челика 321Хобе су одличне титанијум{0}}стабилизоване аустенитне класе, али нису исте. У овом чланку ћете видети како се тачно разликују њихов хемијски састав, механичка својства,-понашање на високим температурама и употреба у стварном-свету.

Шта су 321 и 321Х?

И 321 и 321Х су аустенитни нерђајући челици који су стабилизовани титанијумом. Стабилизација значи да се легури додаје титанијум (обично 5× садржај угљеника, минимално 0,10%).

Титанијум има много јачу привлачност за угљеник од хрома. Када се челик загреје (током заваривања или-услуживања на високим температурама), титанијум прво граби угљеник, формирајући безопасне титанијум карбиде. Ово спречава стварање хром карбида на границама зрна – узрок интергрануларне корозије (често се назива „распад шава“).

Дакле, обе класе су отпорне на сензибилизацију. Али 321Х је дизајниран посебно за апликације на високим{2}}има где су чврстоћа пузања и својства ломљења напрезања критични.

Хемијски састав: разлика угљеника

Табела испод показује кључне хемијске разлике према АСТМ А240.

Извор: АСТМ А240 / А240М

Шта вам бројке говоре:

321 дозвољава угљеник до 0,08%, али нема доњу границу. 321Х захтева најмање 0,04% угљеника и дозвољава до 0,10%. Тај додатни угљеник, када се комбинује са титанијумом, формира више титанијум карбида током рада на високим{6}}температурама. Ови карбиди "закаче" границе зрна и спречавају њихово клизање под стресом - механизам који се назива ојачање падавина. Због тога 321Х има већу снагу пузања од 321.

Механичке особине: собна температура наспрам високе температуре

На собној температури, 321 и 321Х имају скоро идентична механичка својства. Разлика постаје драматична када температуре пређу 1000 степени Ф (537 степени).

Особине собне температуре (стање жарења)

Извори: АСТМ А240, АСМЕ СА-240

Својства{0}}високе температуре

Класа "Х" је посебно дизајнирана за рад на повишеној температури. Испод је поређење дозвољених напона при високим температурама према АСМЕ одељак ИИ, део Д.

Извор података: АСМЕ шифра котла и посуда под притиском, одељак ИИ, део Д

Шта то значи: На 1500 степени Ф (816 степени), 321Х може безбедно да поднесе 87% више напрезања од 321. То је огромна разлика за опрему која непрекидно ради под оптерећењем – као што је цев прегрејача или посуда под притиском у петрохемијском постројењу.

Поређење снаге пузања

Пузање је спора, трајна деформација која се дешава када се метал држи под стресом на високој температури. За дуготрајну-службу, чврстоћа пузања је често важнија од краткорочне-затезне чврстоће.

На 1200 степени Ф (649 степени) под стресом од 10.000 пси:

321 ће пукнути након отприлике 5.000 сати

321Х ће пукнути након отприлике 10.000 сати – двоструко дуже од животног века.

На 1400 степени Ф (760 степени) испод 5.000 пси:

321 пукне за око 1.000 сати

321Х траје преко 3000 сати.

Због тога кодови посуда под притиском (АСМЕ одељак ВИИИ) захтевају употребу 321Х за дуготрајну-услугу на високим{2}}има када је пузање разматрано приликом пројектовања.

Пхисицал Пропертиес

Оба типа деле скоро идентична физичка својства јер су њихове основне композиције тако сличне.

Обе врсте остају без{0}}магнетне након жарења. Хладна обрада (савијање, ваљање) може да изазове благи магнетизам, али то не утиче на перформансе на високим{2}}има.

Отпорност на корозију

Пошто су оба типа титанијум{0}стабилизована, нуде идентичну отпорност на међугрануларну корозију. Ни једно ни друго неће патити од „распадања завара“ након заваривања или излагања температурама између 800–1600 степени Ф (425–870 степени).

У другим корозивним срединама:

• Општа корозија:Оба су отпорна на оксидацију и скалирање до око 1500 степени Ф (816 степени) у непрекидном раду и 1600 степени Ф (871 степен) повремено.

• Отпорност на киселину:Обе имају сличну отпорност на разблажене киселине, али ниједна није погодна за јаке редукционе киселине (попут хлороводоничне или вруће сумпорне).

• Пуцање корозије под напоном хлоридом (СЦЦ):Као и сви аустенитни нерђајући челици, и 321 и 321Х могу да пукну у врућим растворима хлорида изнад 140 степени Ф (60 степени). За употребу морске воде или слане воде на високим температурама, размотрите дуплекс или супер{5}}аустенит.

Важна напомена: Отпорност на корозију оба разреда је најбоља у стању жареног раствора (загрејано на 1850–2050 степени Ф / 1010–1120 степени и брзо охлађено). Због стабилизације титанијума, термичка обрада после-заваривања није потребна – што је велика предност у односу на не-нестабилизоване типове као што су 304 или 304Х.

Заварљивост и израда

И 321 и 321Х лепо заварују. Могу се спојити помоћу ТИГ, МИГ, штапног заваривања или заваривања под водом. Користите одговарајуће метале за пуњење: ЕР321 за ТИГ/МИГ и Е347 (или Е321) за штапно заваривање. Титанијум стабилизује заварени базен, спречавајући таложење карбида хрома у зони погођеном топлотом.

Није потребно претходно загревање ни за једну врсту, чак ни на дебелим деловима. Такође није потребна топлотна обрада-заваривања – можете да заварите и ставите опрему директно у рад на високим{2}}температурама без бриге о преосетљивости.

Формирање и обрада: Обоје се{0}}брзо стврдњавају. Користите оштре алате, мале брзине резања и доста расхладне течности за машинску обраду. За хладно обликовање (савијање, ваљање), дозволите повратно оптерећење – 321Х, са мало вишим угљеником, може бити незнатно теже за формирање.

Стандарди и спецификације

Увек захтевајте сертификат о испитивању млина (МТЦ) који потврђује тачну оцену.

Апликације: Када користити Коју?

Изаберите 321 (Стандардно) Када:

Температуре су умерене – испод око 1000 степени Ф (537 степени) за континуирани рад.

Није вам потребна максимална снага пузања – на пример, у димњацима, деловима пећи који нису јако оптерећени или измењивачима топлоте који раде под ниским притиском.

Опрема ће имати циклично грејање и хлађење – 321 је нешто отпорнији на термички замор од 321Х јер има мање карбида.

Цена је фактор – 321 је генерално јефтинији и доступнији од 321Х.

Изаберите 321Х Када:

Температуре прелазе 1000 степени Ф (537 степени) – посебно изнад 1200 степени Ф где пузање постаје проблем.

Опрема је под сталним стресом – посуде под притиском, цеви за прегрејаче котлова, рафинеријске цеви и хемијски реактори.

Потребан је дуг радни век – 321Х може удвостручити или утростручити животни век компоненте у поређењу са 321 на високим температурама.

АСМЕ код захтева оцену „Х“ – многи кодови за котлове и посуде под притиском налажу коришћење Х разреда за рад на повишеној{0}}температури.

Заварите дебеле делове – нешто већи угљеник у 321Х обезбеђује бољу чврстоћу на високим температурама у зони{1}}захваћеној топлотом.

Закључак

Разлика између плоча од нерђајућег челика 321 и 321Х своди се на садржај угљеника.

321 је одличан, свестрани нерђајући челик стабилизован титанијумом за примену до око 1000 степени Ф (537 степени). Отпоран је на интергрануларну корозију, лако се завари и не захтева термичку обраду након заваривања.

321Х је верзија са високим садржајем угљеника дизајнирана за дуготрајну, носиву употребу на температурама изнад 1000 степени Ф (537 степени). На 1500 степени Ф, нуди скоро дупло већи дозвољени напон од стандардног 321, што га чини јединим сигурним избором за опрему под високим притиском и високом температуром.

Дакле, који бисте требали купити?

Ако је ваша радна температура испод 1000 степени Ф и пузање није проблем дизајна, стандард 321 је савршено адекватан. Ако ће ваша опрема непрекидно радити изнад 1000 степени Ф под значајним притиском или стресом, 321Х је боља опција.