Содержание
Нержавеющая сталь 321: определение, состав, свойства, обработка, применение и многое другое
- Джон
Группа SteelPRO Теперь на складе имеются изделия из стали SS 321 (UNS S32100): пластины, листы, рулоны, полосы, трубы, трубки, прутки, стержни, проволока и т. д. Кроме того, на ваш выбор предлагается ряд видов отделки поверхности: № 1, 2B, 2D, BA, № 3, № 4, HL, № 8, дробеструйная обработка и т. д.
Мы гарантируем качество 100%. Никакие дефектные продукты не будут отправлены нашим клиентам. Связаться с нами для индивидуального подбора желаемой формы ваших изделий, включая форму, состояние, отделку поверхности, обработку и т. д.
Обзор нержавеющей стали 321
Нержавеющая сталь марки 321 (UNS S32100) — это 300 серия стабилизированный титаном аустенитная нержавеющая сталь, в основном состоящий из 17–19 % хрома, 9–12 % никеля и ≤0,7% титана (содержание углерода не менее 5 раз), с коррозионной стойкостью, аналогичной марке 304. Он соответствует таким стандартам, как стандарты ASTM A240 и EN 10088-2, и эквивалентен 1.4541 (EN) и SUS 321 (JIS).
Марка 321 обеспечивает отличную стойкость к окислению и образованию окалины при высоких температурах и сохраняет хорошую свариваемость и формуемость без послесварочного отжига. Она широко используется в высокотемпературных приложениях, таких как выхлопные трубы самолетов, детали печей и теплообменники. Для более экстремальных температурных характеристик рекомендуется 321H.
Типичные области применения нержавеющей стали 321
| Промышленность | Приложение |
| Аэрокосмическая промышленность | Выхлопные системы, камеры сгорания, детали двигателя, тепловые экраны |
| Химическая обработка | Теплообменники, сосуды под давлением, системы трубопроводов, детали реакторов |
| Генерация электроэнергии | Котельные трубы, трубы пароперегревателей, теплообменники, газовые турбины |
| Нефтехимическая | Трубопроводы НПЗ, каталитические крекинг-установки, компоненты печей, реакторные трубы |
| Автомобильный | Выпускные коллекторы, глушители, каталитические нейтрализаторы, компоненты турбокомпрессора |
| Оборудование для термической обработки | Компоненты печей, крышки для отжига, чехлы для термопар, реторты |
| Нефть и газ | Скважинные трубы, факельные установки, трубопроводные системы, теплообменники |
| Пищевая промышленность | Теплообменники, трубопроводные системы, стерилизаторы, испарители |
Преимущества и недостатки нержавеющей стали 321
Вот преимущества и выгоды нержавеющей стали 321 (в порядке важности):
- Отличная стойкость к коррозии, особенно в условиях высоких температур.
- Высокая устойчивость к межкристаллитной коррозии благодаря стабилизации титаном.
- Хорошая стойкость к окислению до 870°C.
- Высокая прочность и долговечность даже в условиях высоких температур.
- Легко сваривается и формуется, что делает его пригодным для различных применений.
Вот недостатки и ограничения нержавеющей стали 321 (в порядке важности):
- Дороже, чем нержавеющая сталь марки 304, что ограничивает ее экономическую эффективность в некоторых проектах.
- Не такая прочная, как нержавеющая сталь 316 в условиях сильной коррозии.
- Ограниченная доступность по сравнению с более распространенными марками, такими как 304 и 316.
- Может быть сложнее в обработке, чем другие виды нержавеющей стали.
- Требует осторожного обращения в криогенных средах из-за снижения прочности.
Эквивалентные марки нержавеющей стали 321
| Страна/регион | Стандарт/Спецификация | Эквивалентная оценка |
| Китай | ГБ/Т 20878, ГБ 4234 | 0Х18Н10Т, 1Х18Н11Т, Х0Х20Н10Т |
| США | ASTM A240, ASME SA240 | 321 |
| Евросоюз | EN 10088-2 | X6CrNiTi18-10 (1.4541) |
| Германия | ДИН 17440, ДИН EN 10088-2 | X10CrNiTi18-9, X6CrNiTi18-10 |
| Россия | ГОСТ 5632 | 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 12Х18Н10Т |
| Япония | JIS G4304, JIS G4303 | SUS321 |
| Англия | BS 1449, BS EN 10088-2 | 321С31 |
Тепло- и коррозионная стойкость нержавеющей стали 321
Теплостойкость
Нержавеющая сталь 321 обеспечивает хорошую стойкость к окислению при периодическом использовании до 900°C и при непрерывном использовании до 925°C. Она также отлично подходит для термоциклирования, что делает ее пригодной для многократного нагрева и охлаждения. Правильная термообработка может дополнительно повысить ее стойкость к нагреванию и окислению. 321H обеспечивает большую прочность при высоких температурах, что делает ее особенно подходящей для высокотемпературных структурных применений.
Коррозионная стойкость
Нержавеющая сталь 321 обеспечивает хорошую коррозионную стойкость, аналогичную марке 304 в отожженном состоянии. Она лучше работает в условиях высоких температур, особенно между 425°C и 900°C, где другие марки могут выйти из строя без отжига после сварки.
Однако он уязвим к точечной и щелевой коррозии в средах с теплыми хлоридами. Кроме того, он может страдать от коррозионного растрескивания под напряжением при температурах выше 60°C. 321 хорошо работает в питьевой воде с содержанием хлоридов до 200 мг/л при комнатной температуре, но его сопротивление немного падает до 150 мг/л хлоридов при 60°C.
Обработка нержавеющей стали 321
Формирование
Нержавеющая сталь 321 обладает хорошей формуемостью и может быть легко сформирована с использованием стандартных методов, таких как гибка, волочение и прессование. Она менее склонна к упрочнению при обработке по сравнению с другими аустенитными марками, но умеренное упрочнение при обработке в холодном состоянии все еще может происходить. Промежуточный отжиг может потребоваться для более сложных форм или обширной деформации. Отжиг после формования рекомендуется для снятия напряжения и восстановления полной коррозионной стойкости, особенно после тяжелой холодной обработки.
Сварка
Нержавеющая сталь 321 может быть легко сварена любым стандартным методом сварки плавлением, независимо от того, используются ли присадочные металлы или нет. Сварка нержавеющей стали 321 требует внимания к ее стабилизации титаном для предотвращения осаждения карбидов. Используйте присадочные материалы 347 для лучшей коррозионной стойкости. Предварительный нагрев, как правило, не нужен, но медленное охлаждение может минимизировать напряжение. Послесварочная термообработка обычно не требуется, если только не требуется специальное снятие напряжения. Материал устойчив к растрескиванию во время сварки, что делает его пригодным для высокотемпературных применений.
Обработка
Нержавеющая сталь 321 обеспечивает умеренную обрабатываемость по сравнению с другими аустенитными нержавеющими сталями. Она немного сложнее в обработке, чем 304, из-за содержания титана, который повышает производительность при высоких температурах, но снижает обрабатываемость. Скорость резания следует снизить примерно на 20% по сравнению с 304, чтобы предотвратить чрезмерный износ инструмента. Правильная смазка и охлаждение необходимы для управления теплом и минимизации упрочнения, которое может возникнуть во время резки. Твердосплавные инструменты рекомендуются для увеличения срока службы инструмента, а более медленные скорости подачи могут улучшить качество обработки поверхности, сохраняя точность.
Термическая обработка
Нержавеющая сталь 321 не может быть закалена путем термической обработки. Процессы термической обработки включают следующие этапы:
- Обработка на твердый раствор (отжиг на твердый раствор):
- Температура: 950-1120°С
- Процесс: Быстрое охлаждение (вода или воздух)
- Цель: Обеспечивает максимальную коррозионную стойкость.
- Стабилизирующее лечение:
- Температура: 870-900°С
- Процесс: Охлаждение на воздухе 1 час на каждые 25 мм толщины
- Цель: Рекомендуется для тяжелых условий эксплуатации (выше 425°C) или при отжиге в верхнем диапазоне температур для повышения стабильности.
- Снятие стресса:
- Температура: 700°С
- Процесс: Охлаждение на воздухе в течение 1–2 часов
- Цель: Снимает внутренние напряжения, не влияя существенно на коррозионную стойкость.
Химический состав нержавеющей стали 321
Химический состав нержавеющей стали 321 смотрите в таблице ниже:
| Элемент | Углерод, С | Хром, Cr | Железо, Fe | Марганец, Mn | Никель, Ni | Азот, N | Фосфор, P | Кремний, Si | Сера, S | Титан, Ti |
| wt% | ≤ 0,080 | 17 – 19 | Баланс | ≤ 2.0 | 9 – 12 | ≤ 0,10 | ≤ 0,045 | ≤ 0,75 | ≤ 0,030 | ≤ 0,70 |
Свойства нержавеющей стали 321
Вот три основные причины, которые делают нержавеющую сталь 321 уникальной:
- Устойчивость к высоким температурам благодаря наличию титана.
- Отличная коррозионная стойкость, особенно к межкристаллитной коррозии.
- Хорошая свариваемость и формуемость, что делает его универсальным для различных промышленных применений.
Физические свойства
В таблице ниже приведены основные физические свойства нержавеющей стали марки 321:
| Свойство | Типичное значение (метрическая/имперская система) | Производительность |
| Плотность | 9,01 г/см3 (0,326 фунта/дюйм³) | Тяжелый материал, обеспечивающий прочность и долговечность |
| Температура плавления | 1371 – 1399°C (2500 – 2550°F) | Может выдерживать очень высокие температуры без плавления |
| КТР, линейный (0 – 100°C) | 16,6 мкм/м-°C (9,22 мкдюйм/дюйм-°F) | Умеренно расширяется при нагревании, подходит для регулярных перепадов температур. |
| КТР, линейный (≤ 871°C) | 20,2 мкм/м-°C (11,2 мкдюйм/дюйм-°F) | Расширяется сильнее при более высоких температурах, но все еще поддается контролю |
| Удельная теплоемкость | 0,500 Дж/г-°C (0,120 БТЕ/фунт-°F) | Хорошо поглощает тепло, идеально подходит для термических применений. |
| Теплопроводность (100°C) | 16,0 Вт/мК (111 БТЕ-дюйм/ч-фут²-°F) | Умеренно проводит тепло, подходит для помещений с низкой температурой. |
| Теплопроводность (500°C) | 22,0 Вт/мК (153 БТЕ-дюйм/ч-фут²-°F) | Более эффективно передает тепло при более высоких температурах |
| Электрическое сопротивление | 0,0000720 Ом·см | Сопротивляется электрическому току, не подходит для проведения электричества |
| Магнитная проницаемость | ≤ 1,02 | Практически немагнитен, не притягивается магнитами |
*КТР (линейный) означает линейный коэффициент теплового расширения.
Механические свойства
В таблице ниже приведены основные механические свойства нержавеющей стали марки 321:
| Свойство | Значение (метрическая/имперская система) | Производительность |
| Предел прочности | 621 МПа (90,1 тыс.фунтов/кв.дюйм) | Умеренная; немного выше, чем у обычных аустенитных марок, таких как 304 (515 МПа), подходит для применений, где требуется более высокая прочность. |
| Предел текучести | 276 МПа (40,0 тыс.фунтов/кв.дюйм) | Ниже, чем у дуплексных нержавеющих сталей (например, 2205, 450 МПа), но все еще подходит для применения в условиях умеренных нагрузок. |
| Твердость по Роквеллу | 80 HRБ | Средняя; выше, чем у низкоуглеродистой стали, но мягче, чем мартенситные нержавеющие стали, такие как 440C (~60 HRC), что облегчает обработку и формовку. |
| Удлинение при разрыве | 45% (в 2 дюйма) | Очень высокая; отличная пластичность, идеально подходит для формовки и сварки, значительно превышает удлинение более твердых марок стали. |
| Модуль Юнга | 193 ГПа (28,0 мдюйм) | Стандартная жесткость; аналогична другим аустенитным нержавеющим сталям, обеспечивает хорошую устойчивость к деформации. |
Химические свойства
В таблице ниже приведены основные химические свойства нержавеющей стали марки 321:
| Химические свойства | Описание | Производительность |
| Коррозионная стойкость | Способность противостоять коррозии в различных средах. | Превосходит 304, особенно в окислительных средах при высоких температурах. |
| рН-чувствительность | Чувствительность к кислой или щелочной среде. | Стабилен в диапазоне pH 4-9, менее пригоден для сильнокислых сред, таких как соляная кислота. |
| Реактивность | Склонность к химическим реакциям. | Менее реактивная, чем углеродистая сталь, но более реактивная, чем высоколегированная нержавеющая сталь, например, 316. |
| Стойкость к окислению | Устойчивость к окислению в условиях высоких температур. | Лучше, чем 304; выдерживает температуру до 870°C (1600°F), намного лучше, чем углеродистая сталь. |
| Пассивация | Образование защитного оксидного слоя для предотвращения коррозии. | Прочность, сравнимая с 304, но усиленная титановой стабилизацией. |
| Горючесть | Способность загораться при воздействии источника тепла. | Негорючий |
| Воспламеняемость | Легкость, с которой материал может воспламениться. | Негорючий |
Разница между нержавеющей сталью 321, 309 и 310
Ознакомьтесь с таблицей ниже для быстрого сравнения нержавеющей стали марок 321, 309 и 310:
| Свойство | 321 | 309 | 310 |
| Тип | аустенитный | аустенитный | аустенитный |
| Кристаллическая структура | FCC (гранецентрированная кубическая) | FCC (гранецентрированная кубическая) | FCC (гранецентрированная кубическая) |
| Химический состав | С ≤ 0,08%, Cr 17-19%, Ni 9-12% | С ≤ 0,20%, Cr 23%, Ni 14% | С ≤ 0,25%, Cr 24-26%, Ni 19-22% |
| Коррозионная стойкость | Хороший | Лучше | Лучший |
| Предел прочности | 620 МПа (89,9 тыс.фунтов/кв.дюйм) | 620 МПа (89,9 тыс.фунтов/кв.дюйм) | 620 МПа (89,9 тыс.фунтов/кв.дюйм) |
| Предел текучести | 240 МПа (34,8 тыс.фунтов/кв.дюйм) | 310 МПа (45 тыс.фунтов/кв.дюйм) | 310 МПа (45 тыс.фунтов/кв.дюйм) |
| Твёрдость | 80 HRБ | 85 HRБ | 85 HRБ |
| Свариваемость | Хороший | Хороший | Хороший |
| Расходы | Умеренный | Выше | Самый высокий |
| Приложения | Выхлопные коллекторы самолетов, химическая обработка | Детали печей, теплообменники, футеровка печей | Оборудование для термообработки, детали для нефтеперерабатывающих заводов |
Разница между нержавеющей сталью 321, 304 и 316
Ознакомьтесь с таблицей ниже для быстрого сравнения нержавеющей стали марок 321, 304 и 316:
| Свойство | 321 | 304 | 316 |
| Тип | аустенитный | аустенитный | аустенитный |
| Кристаллическая структура | FCC (гранецентрированная кубическая) | FCC (гранецентрированная кубическая) | FCC (гранецентрированная кубическая) |
| Химический состав | Cr: 17-19%, Ni: 9-12%, Ti: ≤ 0,70% | Кр: 18-201ТП3Т, Ni: 8-10,51ТП3Т | Cr: ≤18%, Мо: ≤3%, Ni: ≤14% |
| Коррозионная стойкость | Хорошо, особенно при высоких температурах | Хорошо, но восприимчиво к хлориду | Отлично подходит для хлоридной и морской среды. |
| Предел прочности | 620 МПа (89,9 тыс.фунтов/кв.дюйм) | 505 МПа (73,2 тыс.фунтов/кв.дюйм) | 580 МПа (84,1 тыс.фунтов/кв.дюйм) |
| Предел текучести | 240 МПа (34,8 тыс.фунтов/кв.дюйм) | 215 МПа (31,2 тыс.фунтов/кв.дюйм) | 290 МПа (42,1 тыс.фунтов/кв.дюйм) |
| Твёрдость | 80 HRБ | 70 HRБ | 79 ГРБ |
| Свариваемость | Хороший | Отличный | Хороший |
| Расходы | Высокий | Низкий | Выше 304, но ниже 321 |
| Приложения | Выхлопные коллекторы самолетов, химическая обработка | Пищевое оборудование, архитектура | Морская среда, химическое и медицинское оборудование |
Что вас также может беспокоить
Ржавеет ли нержавеющая сталь марки 321?
Нержавеющая сталь 321 обладает высокой устойчивостью к ржавчине, особенно в условиях высоких температур, однако она все равно может подвергаться коррозии в экстремальных условиях, например, при воздействии агрессивных химикатов или соленой воды.
Связанное чтение
Будет ли нержавеющая сталь ржаветь и как с этим справиться?
Как чистить и полировать нержавеющую сталь?
Магнитится ли нержавеющая сталь марки 321?
Нержавеющая сталь 321 в отожженном состоянии обычно немагнитна, но может стать слегка магнитной после холодной обработки.
Связанное чтение
Магнитится ли нержавеющая сталь?
Безопасна ли нержавеющая сталь марки 321 для пищевых продуктов?
Да, нержавеющая сталь 321 безопасна для пищевых продуктов. Она обладает превосходной коррозионной стойкостью и может использоваться в оборудовании для обработки пищевых продуктов, особенно в условиях высоких температур.
Можно ли сварить нержавеющую сталь марки 304 с нержавеющей сталью марки 321?
Да, вы можете сваривать нержавеющую сталь 304 с нержавеющей сталью 321. Однако рекомендуется использовать присадочный материал, например нержавеющую сталь 347, чтобы сохранить стабильность при высоких температурах.
В чем разница между нержавеющей сталью 321 и 321H?
Основное различие между нержавеющей сталью 321 и 321H заключается в содержании углерода. 321H имеет более высокое содержание углерода, что повышает ее прочность при высоких температурах по сравнению с 321.
Резюме и далее
В этой статье кратко объясняется определение, состав, свойства, обработка, применение и другие важные аспекты нержавеющей стали 321. Чтобы узнать больше о нержавеющей стали или других типах стали, посетите наш блог или свяжитесь с нашими экспертами по металлу.
Являясь ведущим производителем и поставщиком решений в области специальной стали, СтальПРО предоставляет многоотраслевые прикладные решения и индивидуальные услуги. Мы гарантируем качество продукции 100% и стремимся расти вместе с нашими клиентами. Посетить наш сайт чтобы узнать больше, или отправьте нам запрос. Мы свяжемся с вами в ближайшее время!
