محتويات
الفولاذ المقاوم للصدأ 321: التعريف والتركيب والخصائص والمعالجة والتطبيقات والمزيد
- جون
مجموعة ستيلبرو يحتوي المخزون الآن على منتجات SS 321 (UNS S32100): ألواح، وصفائح، ولفائف، وشرائط، وأنابيب، وأنابيب، وقضبان، وأسلاك، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى مجموعة من التشطيبات السطحية لتختار من بينها: رقم 1، 2B، 2D، BA، رقم 3، رقم 4، HL، رقم 8، Bead Blasted، وما إلى ذلك.
نحن نضمن جودة 100%. لن يتم شحن أي منتجات معيبة إلى عملائنا. اتصل بنا لتخصيص الشكل المطلوب لمنتجاتك، بما في ذلك الشكل والحالة والتشطيب السطحي والمعالجة وما إلى ذلك.
نظرة عامة على الفولاذ المقاوم للصدأ 321
الفولاذ المقاوم للصدأ 321 (UNS S32100) هو سلسلة 300 مثبت بالتيتانيوم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتييتكون بشكل أساسي من 17 – 19 % كروم، و9 – 12 % نيكل، و≤0.7% تيتانيوم (5 أضعاف محتوى الكربون على الأقل)، مع مقاومة للتآكل مماثلة للدرجة 304. وهو يلبي معايير مثل ASTM A240 وEN 10088-2 ويعادل 1.4541 (EN) وSUS 321 (JIS).
توفر الدرجة 321 مقاومة ممتازة للأكسدة والتكلس عند درجات الحرارة العالية وتحافظ على قابلية اللحام والتشكيل الجيدة دون التلدين بعد اللحام. تُستخدم على نطاق واسع في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، مثل عوادم الطائرات وأجزاء الأفران والمبادلات الحرارية. للحصول على أداء أكثر تطرفًا في درجات الحرارة، يوصى باستخدام 321H.
التطبيقات النموذجية للفولاذ المقاوم للصدأ 321
| صناعة | طلب |
| الفضاء الجوي | أنظمة العادم، غرف الاحتراق، أجزاء المحرك، الدروع الحرارية |
| المعالجة الكيميائية | المبادلات الحرارية وأوعية الضغط وأنظمة الأنابيب وأجزاء المفاعل |
| توليد الطاقة | أنابيب الغلايات، وأنابيب السخان الفائق، والمبادلات الحرارية، والتوربينات الغازية |
| البتروكيماويات | أنابيب التكرير، المفرقعات الحفزية، مكونات الفرن، أنابيب المفاعل |
| السيارات | مشعبات العادم، كاتمات الصوت، المحولات الحفازة، مكونات الشاحن التوربيني |
| معدات المعالجة الحرارية | مكونات الفرن، أغطية التلدين، أغلفة الثرموكبل، الأنابيب |
| النفط والغاز | أنابيب الحفر، ومداخن الشعلة، وأنظمة الأنابيب، والمبادلات الحرارية |
| معالجة الأغذية | المبادلات الحرارية، أنظمة الأنابيب، المعقمات، المبخرات |
مميزات وعيوب الفولاذ المقاوم للصدأ 321
فيما يلي مميزات وفوائد الفولاذ المقاوم للصدأ 321 (مرتبة حسب الأهمية):
- مقاومة ممتازة للتآكل، وخاصة في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.
- استقرار كبير ضد التآكل بين الحبيبات بسبب تثبيت التيتانيوم.
- مقاومة جيدة للأكسدة تصل إلى 870 درجة مئوية.
- قوة عالية ومتانة حتى في ظروف درجات الحرارة العالية.
- يتم لحامها وتشكيلها بسهولة، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات مختلفة.
فيما يلي عيوب وقيود الفولاذ المقاوم للصدأ 321 (مرتبة حسب الأهمية):
- أكثر تكلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ 304، مما يحد من فعاليته من حيث التكلفة في بعض المشاريع.
- ليست قوية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 316 في البيئات شديدة التآكل.
- توفر محدود مقارنة بالدرجات الأكثر شيوعًا مثل 304 و316.
- يمكن أن يكون من الصعب تصنيعه مقارنة بأنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى.
- يتطلب التعامل معه بعناية في البيئات المبردة بسبب انخفاض صلابته.
الدرجات المكافئة للفولاذ المقاوم للصدأ 321
| البلد/المنطقة | المعيار/المواصفات | الدرجة المكافئة |
| الصين | GB/T 20878، GB 4234 | 0Cr18Ni10Ti، 1Cr18Ni11Ti، H0Cr20Ni10Ti |
| الولايات المتحدة الأمريكية | ASTM A240، ASME SA240 | 321 |
| الاتحاد الأوروبي | EN 10088-2 | X6CrNiTi18-10 (1.4541) |
| ألمانيا | DIN 17440، DIN EN 10088-2 | X10CrNiTi18-9، X6CrNiTi18-10 |
| روسيا | غوست 5632 | 08KH18N10T، 08KH18N12T، 12KH18N10T |
| اليابان | جيس جي 4304، جيس جي 4303 | إس يو إس 321 |
| انجلترا | BS 1449، BS EN 10088-2 | 321س31 |
مقاومة الحرارة والتآكل للفولاذ المقاوم للصدأ 321
مقاومة الحرارة
يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ 321 مقاومة جيدة للأكسدة في الاستخدام المتقطع حتى 900 درجة مئوية وفي الاستخدام المستمر حتى 925 درجة مئوية. كما يتميز أيضًا بالدورة الحرارية، مما يجعله مناسبًا للتسخين والتبريد المتكرر. يمكن للمعالجة الحرارية المناسبة أن تعزز مقاومته للحرارة والأكسدة. يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ 321H قوة أكبر في درجات الحرارة العالية، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات الهيكلية ذات درجات الحرارة العالية.
مقاومة التآكل
يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ 321 مقاومة جيدة للتآكل، مماثلة للدرجة 304 في حالة التلدين. وهو يعمل بشكل أفضل في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، وخاصة بين 425 درجة مئوية و900 درجة مئوية، حيث قد تفشل الدرجات الأخرى بدون التلدين بعد اللحام.
ومع ذلك، فهو عرضة للتآكل الناتج عن الحفر والشقوق في البيئات ذات الكلوريدات الدافئة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يعاني من التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي عند درجات حرارة أعلى من 60 درجة مئوية. يعمل 321 بشكل جيد في المياه الصالحة للشرب مع ما يصل إلى 200 مجم/لتر من الكلوريدات في درجة حرارة الغرفة، لكن مقاومته تنخفض قليلاً إلى 150 مجم/لتر من الكلوريدات عند 60 درجة مئوية.
معالجة الفولاذ المقاوم للصدأ 321
تشكيل
يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ 321 قابلية تشكيل جيدة ويمكن تشكيله بسهولة باستخدام طرق قياسية مثل الانحناء والسحب والضغط. إنه أقل عرضة للتصلب الناتج عن العمل مقارنة بالدرجات الأوستنيتية الأخرى، ولكن لا يزال من الممكن حدوث تصلب ناتج عن العمل المعتدل أثناء التشكيل البارد. قد تكون هناك حاجة إلى التلدين المتوسط للأشكال الأكثر تعقيدًا أو التشوهات المكثفة. يوصى بالتلدين بعد التشكيل لتخفيف الضغط واستعادة مقاومة التآكل الكاملة، خاصة بعد العمل البارد الشديد.
اللحام
يمكن لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 321 بسهولة باستخدام أي طريقة لحام اندماجي قياسية، سواء تم استخدام معادن الحشو أم لا. يتطلب لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 321 الاهتمام بتثبيته من التيتانيوم لمنع ترسب الكربيد. استخدم مواد الحشو 347 لمقاومة أفضل للتآكل. التسخين المسبق غير ضروري بشكل عام، لكن التبريد البطيء يمكن أن يقلل من الإجهاد. لا تكون المعالجة الحرارية بعد اللحام ضرورية عادةً ما لم يكن هناك حاجة إلى تخفيف إجهاد محدد. تقاوم المادة التشقق أثناء اللحام، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.
التصنيع
يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ 321 قابلية تشغيل متوسطة مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الآخر. إنه أصعب قليلاً في التشغيل من 304 بسبب محتواه من التيتانيوم، مما يعزز الأداء في درجات الحرارة العالية ولكنه يقلل من قابلية التشغيل. يجب تقليل سرعات القطع بحوالي 20% مقارنة بـ 304 لمنع التآكل المفرط للأداة. يعد التشحيم والتبريد المناسبان ضروريين لإدارة الحرارة وتقليل تصلب العمل، والذي يمكن أن يحدث أثناء القطع. يوصى بأدوات الكربيد لتحسين عمر الأداة، ويمكن أن تعمل معدلات التغذية الأبطأ على تحسين تشطيب السطح مع الحفاظ على الدقة.
المعالجة الحرارية
لا يمكن تقوية الفولاذ المقاوم للصدأ 321 عن طريق المعالجة الحرارية. تتضمن عمليات المعالجة الحرارية الخطوات التالية:
- معالجة المحلول (التلدين بالمحلول):
- درجة حرارة: 950-1120 درجة مئوية
- عملية:تبريد سريع (ماء أو هواء)
- غاية:يزيد من مقاومة التآكل.
- العلاج المستقر:
- درجة حرارة: 870-900 درجة مئوية
- عملية:تبريد الهواء لمدة ساعة لكل 25 مم من السمك
- غاية:يوصى به في ظروف الخدمة القاسية (فوق 425 درجة مئوية) أو عند التلدين في نطاق درجة الحرارة العليا لتحسين الاستقرار.
- تخفيف التوتر:
- درجة حرارة: 700 درجة مئوية
- عملية:تبريد الهواء لمدة 1 إلى 2 ساعة
- غاية:يخفف الضغوط الداخلية دون التأثير بشكل كبير على مقاومة التآكل.
التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ 321
قم بفحص الجدول أدناه لمعرفة التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ 321:
| عنصر | الكربون، ج | الكروم، الكروم | الحديد، Fe | المنغنيز، المنغنيز | النيكل، ني | النيتروجين، ن | الفوسفور، ف | السيليكون | الكبريت، س | التيتانيوم، تي |
| و% | ≤ 0.080 | 17 – 19 | توازن | ≤ 2.0 | 9 – 12 | ≤ 0.10 | ≤ 0.045 | ≤ 0.75 | ≤ 0.030 | ≤ 0.70 |
خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ 321
فيما يلي ثلاثة أسباب رئيسية تجعل الفولاذ المقاوم للصدأ 321 فريدًا من نوعه:
- مقاومة درجات الحرارة العالية بسبب وجود التيتانيوم.
- مقاومة ممتازة للتآكل، وخاصة ضد التآكل بين الحبيبات.
- تتمتع بقدرة جيدة على اللحام والتشكيل، مما يجعلها متعددة الاستخدامات لمختلف التطبيقات الصناعية.
الخصائص الفيزيائية
قم بمراجعة الجدول أدناه للتعرف على الخصائص الفيزيائية الأساسية للفولاذ المقاوم للصدأ 321:
| ملكية | القيمة النموذجية (متري/إمبراطوري) | أداء |
| كثافة | 9.01 جرام/سم مكعب (0.326 رطل/بوصة مكعبة) | مادة ثقيلة توفر القوة والمتانة |
| نقطة الانصهار | 1371 – 1399 درجة مئوية (2500 – 2550 درجة فهرنهايت) | يمكنه تحمل درجات حرارة عالية جدًا دون أن يذوب |
| CTE، خطي (0 – 100 درجة مئوية) | 16.6 ميكرومتر/متر-درجة مئوية (9.22 ميكروبوصة/بوصة-درجة فهرنهايت) | يتمدد بشكل معتدل عند تسخينه، وهو جيد للتغيرات المنتظمة في درجات الحرارة |
| CTE، خطي (≤ 871 درجة مئوية) | 20.2 ميكرومتر/متر-درجة مئوية (11.2 ميكروبوصة/بوصة-درجة فهرنهايت) | يتمدد أكثر عند درجات حرارة أعلى، ولا يزال قابلاً للإدارة |
| السعة الحرارية النوعية | 0.500 جول/جم-درجة مئوية (0.120 وحدة حرارية بريطانية/رطل-درجة فهرنهايت) | يمتص الحرارة جيدًا، مثالي للتطبيقات الحرارية |
| الموصلية الحرارية (100 درجة مئوية) | 16.0 واط/متر كلفن (111 وحدة حرارية بريطانية/ساعة/قدم مربع-درجة فهرنهايت) | ينقل الحرارة بشكل معتدل، ومناسب للبيئات ذات الحرارة المنخفضة |
| الموصلية الحرارية (500 درجة مئوية) | 22.0 واط/متر كلفن (153 وحدة حرارية بريطانية/ساعة/قدم مربع-درجة فهرنهايت) | ينقل الحرارة بكفاءة أكبر عند درجات الحرارة الأعلى |
| المقاومة الكهربائية | 0.0000720 أوم-سم | يقاوم التدفق الكهربائي، وليس جيدًا لتوصيل الكهرباء |
| النفاذية المغناطيسية | ≤ 1.02 | غير مغناطيسي تقريبًا، ولن ينجذب إلى المغناطيس |
*CTE، يشير الخطي إلى معامل التمدد الحراري الخطي.
الخواص الميكانيكية
قم بفحص الجدول أدناه لمعرفة الخصائص الميكانيكية الأساسية للفولاذ المقاوم للصدأ 321:
| ملكية | القيمة (مترية/إمبراطورية) | أداء |
| قوة الشد | 621 ميجا باسكال (90.1 كيلوباسكال) | معتدل؛ أعلى قليلاً من الدرجات الأوستنيتية الشائعة مثل 304 (515 ميجا باسكال)، ومناسب للتطبيقات ذات القوة العالية. |
| قوة الخضوع | 276 ميجا باسكال (40.0 كيلوباسكال) | أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج (على سبيل المثال، 2205، 450 ميجا باسكال)، ولكن لا يزال مناسبًا لتطبيقات الإجهاد المعتدل. |
| صلابة روكويل | 80 ساعة | متوسط؛ أعلى من الفولاذ منخفض الكربون، ولكنه أكثر ليونة من الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي مثل 440C (~60 HRC)، مما يجعله أسهل في التصنيع والتشكيل. |
| الاستطالة عند الكسر | 45% (بقياس 2 بوصة) | عالية جدًا؛ مرونة ممتازة، مثالية للتشكيل واللحام، تتجاوز بكثير استطالة درجات الفولاذ الأكثر صلابة. |
| معامل يونغ | 193 جيجا باسكال (28.0 مللي ثانية) | صلابة قياسية؛ مماثلة لأنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الأخرى، وتوفر مقاومة جيدة للتشوه. |
الخواص الكيميائية
قم بفحص الجدول أدناه لمعرفة الخصائص الكيميائية الأساسية للفولاذ المقاوم للصدأ 321:
| الخاصية الكيميائية | وصف | أداء |
| مقاومة التآكل | القدرة على مقاومة التآكل في بيئات مختلفة. | متفوق على 304، وخاصة في البيئات المؤكسدة في درجات الحرارة العالية. |
| حساسية الرقم الهيدروجيني | الحساسية للبيئات الحمضية أو القاعدية. | مستقر بين درجة الحموضة 4-9، أقل ملاءمة للبيئات شديدة الحموضة مثل حمض الهيدروكلوريك. |
| التفاعلية | الميل إلى المشاركة في التفاعلات الكيميائية. | أقل تفاعلية من الفولاذ الكربوني، ولكن أكثر تفاعلية من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي السبائك مثل 316. |
| مقاومة الأكسدة | مقاومة الأكسدة في البيئات ذات درجات الحرارة العالية. | أفضل من 304؛ يتحمل حتى 870 درجة مئوية (1600 درجة فهرنهايت)، أفضل بكثير من الفولاذ الكربوني. |
| التخميل | تكوين طبقة أكسيد واقية لمنع التآكل. | قوية، مماثلة لـ 304، ولكن معززة بتثبيت التيتانيوم. |
| قابلية الاشتعال | القدرة على الاشتعال عند التعرض لمصدر الحرارة. | غير قابلة للاشتعال |
| قابلية الاشتعال | سهولة اشتعال المادة. | غير قابل للاشتعال |
الفرق بين الفولاذ المقاوم للصدأ 321 و309 و310
قم بمراجعة الجدول أدناه لإجراء مقارنة سريعة بين الفولاذ المقاوم للصدأ 321 و309 و310:
| ملكية | 321 | 309 | 310 |
| يكتب | أوستينيتي | أوستينيتي | أوستينيتي |
| البنية البلورية | FCC (مكعب مركز الوجه) | FCC (مكعب مركز الوجه) | FCC (مكعب مركز الوجه) |
| التركيب الكيميائي | C ≤ 0.08%، Cr 17-19%، Ni 9-12% | C ≤ 0.20%، Cr 23%، Ni 14% | C ≤ 0.25%، Cr 24-26%، Ni 19-22% |
| مقاومة التآكل | جيد | أحسن | أفضل |
| قوة الشد | 620 ميجا باسكال (89.9 كيلوباسكال) | 620 ميجا باسكال (89.9 كيلوباسكال) | 620 ميجا باسكال (89.9 كيلوباسكال) |
| قوة الخضوع | 240 ميجا باسكال (34.8 كيلوباسكال) | 310 ميجا باسكال (45 كيلوباسكال) | 310 ميجا باسكال (45 كيلوباسكال) |
| صلابة | 80 ساعة | 85 ساعة | 85 ساعة |
| قابلية اللحام | جيد | جيد | جيد |
| يكلف | معتدل | أعلى | أعلى |
| التطبيقات | مشعبات عادم الطائرات، المعالجة الكيميائية | أجزاء الفرن، المبادلات الحرارية، بطانات الفرن | معدات المعالجة الحرارية، أجزاء مصافي النفط |
الفرق بين الفولاذ المقاوم للصدأ 321 و304 و316
قم بمراجعة الجدول أدناه لإجراء مقارنة سريعة بين الفولاذ المقاوم للصدأ 321 و304 و316:
| ملكية | 321 | 304 | 316 |
| يكتب | أوستينيتي | أوستينيتي | أوستينيتي |
| البنية البلورية | FCC (مكعب مركز الوجه) | FCC (مكعب مركز الوجه) | FCC (مكعب مركز الوجه) |
| التركيب الكيميائي | الكروم: 17-19%، ني: 9-12%، تي: ≥ 0.70% | كر: 18-20%، ني: 8-10.5% | الكروم: .18%، مو: .3%، ني: .14% |
| مقاومة التآكل | جيد، خاصة في درجات الحرارة المرتفعة | جيد ولكنه حساس للكلوريد | ممتاز في البيئات البحرية والكلوريدية |
| قوة الشد | 620 ميجا باسكال (89.9 كيلوباسكال) | 505 ميجا باسكال (73.2 كيلوباسكال) | 580 ميجا باسكال (84.1 كيلوباسكال) |
| قوة الخضوع | 240 ميجا باسكال (34.8 كيلوباسكال) | 215 ميجا باسكال (31.2 كيلوباسكال) | 290 ميجا باسكال (42.1 كيلوباسكال) |
| صلابة | 80 ساعة | 70 ساعة | 79 ساعة |
| قابلية اللحام | جيد | ممتاز | جيد |
| يكلف | عالي | قليل | أعلى من 304 ولكن أقل من 321 |
| التطبيقات | مشعبات عادم الطائرات، المعالجة الكيميائية | معدات غذائية وهندسة معمارية | البيئات البحرية والمعدات الكيميائية والطبية |
ما قد يثير قلقك أيضًا
هل الفولاذ المقاوم للصدأ 321 يصدأ؟
يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 321 بمقاومته العالية للصدأ، وخاصة في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، ولكنه لا يزال من الممكن أن يتآكل في ظل ظروف قاسية، مثل التعرض للمواد الكيميائية العدوانية أو المياه المالحة.
قراءة ذات صلة
هل الفولاذ المقاوم للصدأ يصدأ وكيف يمكنك حل هذه المشكلة؟
كيفية تنظيف وتلميع الفولاذ المقاوم للصدأ؟
هل الفولاذ المقاوم للصدأ 321 مغناطيسي؟
الفولاذ المقاوم للصدأ 321 غير مغناطيسي بشكل عام في حالته الملدنة، ولكن قد يصبح مغناطيسيًا قليلاً بعد العمل البارد.
قراءة ذات صلة
هل الفولاذ المقاوم للصدأ مغناطيسي؟
هل الفولاذ المقاوم للصدأ 321 آمن للطعام؟
نعم، الفولاذ المقاوم للصدأ 321 آمن للاستخدام مع الأطعمة، فهو يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل ويمكن استخدامه في معدات معالجة الأطعمة، وخاصة في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.
هل يمكن لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 304 إلى الفولاذ المقاوم للصدأ 321؟
نعم، يمكنك لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 304 مع الفولاذ المقاوم للصدأ 321. ومع ذلك، يوصى باستخدام مادة حشو مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 347 للحفاظ على الاستقرار في درجات الحرارة العالية.
ما هو الفرق بين الفولاذ المقاوم للصدأ 321 و 321H؟
الفرق الرئيسي بين الفولاذ المقاوم للصدأ 321 و 321H هو محتوى الكربون. يحتوي 321H على نسبة كربون أعلى، مما يحسن قوته في درجات الحرارة العالية مقارنة بـ 321.
الملخص و المزيد
تشرح هذه المقالة بإيجاز تعريف الفولاذ المقاوم للصدأ 321 وتركيبه وخصائصه ومعالجته وتطبيقاته وغير ذلك من الجوانب المهمة. لمعرفة المزيد عن الفولاذ المقاوم للصدأ أو أنواع الفولاذ الأخرى، راجع مدونتنا أو اتصل بخبرائنا في مجال المعادن.
باعتبارنا شركة رائدة في تصنيع وتوريد حلول الفولاذ المتخصص، ستيلبرو تقدم حلول تطبيقات متعددة الصناعات وخدمات مخصصة. نحن نضمن جودة منتج 100% ونلتزم بالنمو مع عملائنا. قم بزيارة موقعنا لتعلم المزيد، أو أرسل لنا استفسارسوف نتصل بك قريبا!
