Nội dung
Thép không gỉ 321: Định nghĩa, Thành phần, Tính chất, Xử lý, Ứng dụng và Thêm thông tin
- John
Tập đoàn SteelPRO Hiện tại, kho có các sản phẩm SS 321 (UNS S32100): tấm, lá, cuộn, dải, ống, ống tròn, thanh, que, dây, v.v. Ngoài ra, còn có nhiều loại bề mặt hoàn thiện để bạn lựa chọn: Số 1, 2B, 2D, BA, Số 3, Số 4, HL, Số 8, Phun bi, v.v.
Chúng tôi đảm bảo chất lượng 100%. Không có sản phẩm lỗi nào được giao đến khách hàng của chúng tôi. Liên hệ với chúng tôi để tùy chỉnh hình thức mong muốn của sản phẩm, bao gồm hình dạng, tình trạng, bề mặt hoàn thiện, cách xử lý, v.v.
Tổng quan về thép không gỉ 321
Thép không gỉ 321 (UNS S32100) là một Dòng 300 titan ổn định thép không gỉ austenit, chủ yếu bao gồm 17 – 19 % crom, 9 – 12 % niken và ≤0,7% titan (ít nhất gấp 5 lần hàm lượng carbon), có khả năng chống ăn mòn tương tự như loại 304. Nó đáp ứng các tiêu chuẩn như tiêu chuẩn ASTM A240 và EN 10088-2 và tương đương với 1.4541 (EN) và SUS 321 (JIS).
Cấp 321 có khả năng chống oxy hóa và đóng cặn tuyệt vời ở nhiệt độ cao và duy trì khả năng hàn và tạo hình tốt mà không cần ủ sau khi hàn. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng nhiệt độ cao, chẳng hạn như ống xả máy bay, bộ phận lò nung và bộ trao đổi nhiệt. Đối với hiệu suất nhiệt độ khắc nghiệt hơn, nên sử dụng 321H.
Ứng dụng điển hình của thép không gỉ 321
| Ngành công nghiệp | Ứng dụng |
| Hàng không vũ trụ | Hệ thống xả, buồng đốt, bộ phận động cơ, tấm chắn nhiệt |
| Xử lý hóa học | Bộ trao đổi nhiệt, bình chịu áp suất, hệ thống đường ống, bộ phận lò phản ứng |
| Sản xuất điện | Ống nồi hơi, ống siêu nhiệt, bộ trao đổi nhiệt, tua bin khí |
| Hóa dầu | Đường ống lọc dầu, máy bẻ xúc tác, linh kiện lò, ống phản ứng |
| Ô tô | Ống xả, bộ giảm thanh, bộ chuyển đổi xúc tác, các bộ phận tăng áp |
| Thiết bị xử lý nhiệt | Linh kiện lò, nắp ủ, vỏ cặp nhiệt điện, lò thanh trùng |
| Dầu khí | Ống dẫn xuống giếng, ống khói, hệ thống đường ống, bộ trao đổi nhiệt |
| Chế biến thực phẩm | Bộ trao đổi nhiệt, hệ thống đường ống, máy khử trùng, máy bay hơi |
Ưu điểm và nhược điểm của thép không gỉ 321
Sau đây là những ưu điểm và lợi ích của thép không gỉ 321 (xếp hạng theo mức độ quan trọng):
- Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, đặc biệt là trong môi trường nhiệt độ cao.
- Độ ổn định cao chống lại sự ăn mòn giữa các hạt nhờ tính ổn định của titan.
- Khả năng chống oxy hóa tốt lên đến 870°C.
- Độ bền và độ bền cao ngay cả trong điều kiện nhiệt độ cao.
- Dễ hàn và định hình, phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.
Sau đây là những nhược điểm và hạn chế của thép không gỉ 321 (xếp hạng theo mức độ quan trọng):
- Đắt hơn thép không gỉ 304, hạn chế hiệu quả về mặt chi phí trong một số dự án.
- Không bền bằng thép không gỉ 316 trong môi trường có tính ăn mòn cao.
- Số lượng có hạn so với các loại thép phổ biến hơn như 304 và 316.
- Có thể khó gia công hơn các loại thép không gỉ khác.
- Cần xử lý cẩn thận trong môi trường đông lạnh do độ dẻo dai giảm.
Các cấp độ tương đương của thép không gỉ 321
| Quốc gia/Khu vực | Tiêu chuẩn/Đặc điểm kỹ thuật | Lớp tương đương |
| Trung Quốc | GB/T 20878, GB 4234 | 0Cr18Ni10Ti, 1Cr18Ni11Ti, H0Cr20Ni10Ti |
| Hoa Kỳ | Tiêu chuẩn ASTM A240, ASME SA240 | 321 |
| Liên minh châu Âu | EN 10088-2 | X6CrNiTi18-10 (1.4541) |
| Đức | Tiêu chuẩn DIN 17440, DIN EN 10088-2 | X10CrNiTi18-9, X6CrNiTi18-10 |
| Nga | TIÊU CHUẨN 5632 | 08KH18N10T, 08KH18N12T, 12KH18N10T |
| Nhật Bản | Tiêu chuẩn G4304, Tiêu chuẩn G4303 | SUS321 |
| Anh | BS 1449, BS EN 10088-2 | 321S31 |
Khả năng chịu nhiệt và ăn mòn của thép không gỉ 321
Khả năng chịu nhiệt
Thép không gỉ 321 có khả năng chống oxy hóa tốt khi sử dụng không liên tục lên đến 900°C và khi sử dụng liên tục lên đến 925°C. Nó cũng vượt trội trong chu kỳ nhiệt, làm cho nó phù hợp để gia nhiệt và làm mát nhiều lần. Xử lý nhiệt thích hợp có thể tăng cường thêm khả năng chịu nhiệt và oxy hóa của nó. 321H cung cấp độ bền lớn hơn ở nhiệt độ cao, làm cho nó đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng kết cấu nhiệt độ cao.
Chống ăn mòn
Thép không gỉ 321 có khả năng chống ăn mòn tốt, tương tự như loại 304 trong điều kiện ủ. Nó hoạt động tốt hơn trong các ứng dụng nhiệt độ cao, đặc biệt là từ 425°C đến 900°C, trong khi các loại khác có thể hỏng nếu không ủ sau khi hàn.
Tuy nhiên, nó dễ bị rỗ và ăn mòn khe hở trong môi trường có clorua ấm. Ngoài ra, nó có thể bị nứt do ăn mòn ứng suất ở nhiệt độ trên 60°C. 321 hoạt động tốt trong nước uống có tới 200 mg/L clorua ở nhiệt độ phòng, nhưng khả năng chống chịu của nó giảm nhẹ xuống còn 150 mg/L clorua ở 60°C.
Gia công thép không gỉ 321
Hình thành
Thép không gỉ 321 có khả năng định hình tốt và có thể dễ dàng định hình bằng các phương pháp tiêu chuẩn như uốn, kéo và ép. Thép này ít bị làm cứng khi làm việc hơn so với các loại thép austenit khác, nhưng vẫn có thể xảy ra quá trình làm cứng khi làm việc ở mức độ vừa phải trong quá trình định hình nguội. Có thể cần ủ trung gian đối với các hình dạng phức tạp hơn hoặc biến dạng rộng. Ủ sau khi định hình được khuyến nghị để giảm ứng suất và phục hồi hoàn toàn khả năng chống ăn mòn, đặc biệt là sau khi làm việc lạnh nghiêm ngặt.
Hàn
Thép không gỉ 321 có thể hàn dễ dàng bằng bất kỳ phương pháp hàn nóng chảy tiêu chuẩn nào, bất kể có sử dụng kim loại phụ hay không. Hàn thép không gỉ 321 đòi hỏi phải chú ý đến sự ổn định titan của nó để ngăn ngừa sự kết tủa cacbua. Sử dụng vật liệu phụ 347 để có khả năng chống ăn mòn tốt hơn. Làm nóng trước thường không cần thiết, nhưng làm nguội chậm có thể giảm thiểu ứng suất. Xử lý nhiệt sau khi hàn thường không cần thiết trừ khi cần giảm ứng suất cụ thể. Vật liệu chống nứt trong quá trình hàn, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao.
Gia công
Thép không gỉ 321 có khả năng gia công vừa phải so với các loại thép không gỉ austenit khác. Thép này hơi khó gia công hơn thép 304 do có chứa titan, giúp tăng hiệu suất chịu nhiệt độ cao nhưng lại làm giảm khả năng gia công. Tốc độ cắt nên giảm khoảng 20% so với thép 304 để tránh mài mòn dụng cụ quá mức. Bôi trơn và làm mát thích hợp là điều cần thiết để quản lý nhiệt và giảm thiểu quá trình làm cứng khi gia công, có thể xảy ra trong quá trình cắt. Các dụng cụ cacbua được khuyến nghị để cải thiện tuổi thọ của dụng cụ và tốc độ nạp liệu chậm hơn có thể cải thiện độ hoàn thiện bề mặt trong khi vẫn duy trì độ chính xác.
Xử lý nhiệt
Thép không gỉ 321 không thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt. Các quy trình xử lý nhiệt bao gồm các bước sau:
- Xử lý dung dịch (Ủ dung dịch):
- Nhiệt độ: 950-1120°C
- Quá trình: Làm mát nhanh (nước hoặc không khí)
- Mục đích: Tối đa hóa khả năng chống ăn mòn.
- Điều trị ổn định:
- Nhiệt độ: 870-900°C
- Quá trình: Làm mát bằng không khí 1 giờ cho mỗi độ dày 25mm
- Mục đích: Khuyến nghị sử dụng trong điều kiện khắc nghiệt (trên 425°C) hoặc khi ủ ở phạm vi nhiệt độ cao hơn để cải thiện độ ổn định.
- Giảm căng thẳng:
- Nhiệt độ: 700°C
- Quá trình: Làm mát bằng không khí từ 1 đến 2 giờ
- Mục đích: Giảm ứng suất bên trong mà không ảnh hưởng đáng kể đến khả năng chống ăn mòn.
Thành phần hóa học của thép không gỉ 321
Kiểm tra bảng dưới đây để biết thành phần hóa học của thép không gỉ 321:
| Yếu tố | Cacbon, C | Crom, Cr | Sắt, Fe | Mangan, Mn | Niken, Ni | Nitơ, N | Phốt pho, P | Silic, Si | Lưu huỳnh, S | Titan, Ti |
| wt% | ≤ 0,080 | 17 – 19 | Sự cân bằng | ≤ 2.0 | 9 – 12 | ≤ 0,10 | ≤ 0,045 | ≤ 0,75 | ≤ 0,030 | ≤ 0,70 |
Tính chất của thép không gỉ 321
Sau đây là ba lý do chính khiến thép không gỉ 321 trở nên độc đáo:
- Khả năng chịu nhiệt độ cao nhờ có chứa titan.
- Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, đặc biệt là chống ăn mòn giữa các hạt.
- Khả năng hàn và tạo hình tốt, thích hợp cho nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau.
Tính chất vật lý
Kiểm tra bảng dưới đây để biết các tính chất vật lý cốt lõi của thép không gỉ 321:
| Tài sản | Giá trị điển hình (Metric/Imperial) | Hiệu suất |
| Tỉ trọng | 9,01 g/cc (0,326 lb/in³) | Vật liệu nặng, mang lại sức mạnh và độ bền |
| Điểm nóng chảy | 1371 – 1399°C (2500 – 2550°F) | Có thể chịu được nhiệt độ rất cao mà không bị tan chảy |
| CTE, Tuyến tính (0 – 100°C) | 16,6 µm/m-°C (9,22 µin/in-°F) | Mở rộng vừa phải khi được đun nóng, thích hợp cho những thay đổi nhiệt độ thường xuyên |
| CTE, Tuyến tính (≤ 871°C) | 20,2 µm/m-°C (11,2 µin/in-°F) | Mở rộng hơn ở nhiệt độ cao hơn, vẫn có thể kiểm soát được |
| Nhiệt dung riêng | 0,500 J/g-°C (0,120 BTU/lb-°F) | Hấp thụ nhiệt tốt, lý tưởng cho các ứng dụng nhiệt |
| Độ dẫn nhiệt (100°C) | 16,0 W/mK (111 BTU-in/giờ-ft²-°F) | Truyền nhiệt vừa phải, phù hợp với môi trường có nhiệt độ thấp |
| Độ dẫn nhiệt (500°C) | 22,0 W/mK (153 BTU-in/giờ-ft²-°F) | Truyền nhiệt hiệu quả hơn ở nhiệt độ cao hơn |
| Điện trở suất | 0,0000720 ohm-cm | Chống lại dòng điện, không tốt cho việc dẫn điện |
| Độ từ thẩm | ≤ 1,02 | Hầu như không có từ tính, không bị nam châm hút |
*CTE, Tuyến tính đề cập đến Hệ số giãn nở vì nhiệt, Tuyến tính.
Tính chất cơ học
Kiểm tra bảng dưới đây để biết các tính chất cơ học cốt lõi của thép không gỉ 321:
| Tài sản | Giá trị (Hệ mét/Hệ Anh) | Hiệu suất |
| Độ bền kéo | 621 MPa (90,1 ksi) | Trung bình; cao hơn một chút so với các loại thép austenit thông thường như 304 (515 MPa), phù hợp cho các ứng dụng có độ bền cao hơn. |
| Sức chịu lực | 276 MPa (40,0 ksi) | Thấp hơn thép không gỉ hai pha (ví dụ: 2205, 450 MPa), nhưng vẫn phù hợp cho các ứng dụng chịu ứng suất vừa phải. |
| Độ cứng Rockwell | 80 HRB | Trung bình; cao hơn thép cacbon thấp, nhưng mềm hơn thép không gỉ martensitic như 440C (~60 HRC), giúp dễ gia công và tạo hình hơn. |
| Độ giãn dài khi đứt | 45% (bằng 2 inch) | Rất cao; độ dẻo tuyệt vời, lý tưởng để tạo hình và hàn, độ giãn dài vượt xa các loại thép cứng hơn. |
| Mô đun Young | 193 GPa (28,0 msi) | Độ cứng tiêu chuẩn; tương tự như các loại thép không gỉ austenit khác, có khả năng chống biến dạng tốt. |
Tính chất hóa học
Kiểm tra bảng dưới đây để biết các tính chất hóa học cốt lõi của thép không gỉ 321:
| Tính chất hóa học | Sự miêu tả | Hiệu suất |
| Chống ăn mòn | Khả năng chống ăn mòn trong nhiều môi trường khác nhau. | Tốt hơn thép 304, đặc biệt là trong môi trường oxy hóa ở nhiệt độ cao. |
| Độ nhạy pH | Nhạy cảm với môi trường có tính axit hoặc bazơ. | Ổn định ở độ pH từ 4-9, ít phù hợp với môi trường có tính axit cao như axit clohydric. |
| Phản ứng | Có xu hướng tham gia vào các phản ứng hóa học. | Ít phản ứng hơn thép cacbon, nhưng phản ứng mạnh hơn thép không gỉ hợp kim cao như 316. |
| Khả năng chống oxy hóa | Khả năng chống oxy hóa trong môi trường nhiệt độ cao. | Tốt hơn thép 304; chịu được nhiệt độ lên tới 870°C (1600°F), tốt hơn nhiều so với thép cacbon. |
| thụ động hóa | Hình thành lớp oxit bảo vệ để chống ăn mòn. | Bền chắc, tương đương với thép 304, nhưng được tăng cường khả năng ổn định bằng titan. |
| Khả năng cháy | Khả năng bắt lửa khi tiếp xúc với nguồn nhiệt. | Không cháy |
| Tính dễ cháy | Mức độ dễ bắt lửa của vật liệu. | Không cháy |
Sự khác biệt giữa thép không gỉ 321, 309 và 310
Kiểm tra bảng dưới đây để có sự so sánh nhanh giữa thép không gỉ 321, 309 và 310:
| Tài sản | 321 | 309 | 310 |
| Kiểu | Austenit | Austenit | Austenit |
| Cấu trúc tinh thể | FCC (Khối lập phương tâm mặt) | FCC (Khối lập phương tâm mặt) | FCC (Khối lập phương tâm mặt) |
| Thành phần hóa học | 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% |
| Chống ăn mòn | Tốt | Tốt hơn | Tốt nhất |
| Độ bền kéo | 620 MPa (89,9 ksi) | 620 MPa (89,9 ksi) | 620 MPa (89,9 ksi) |
| Sức chịu lực | 240 MPa (34,8 ksi) | 310 MPa (45 ksi) | 310 MPa (45 ksi) |
| Độ cứng | 80 HRB | 85 HRB | 85 HRB |
| Khả năng hàn | Tốt | Tốt | Tốt |
| Trị giá | Vừa phải | Cao hơn | Cao nhất |
| Ứng dụng | Ống xả máy bay, xử lý hóa chất | Các bộ phận lò, bộ trao đổi nhiệt, lớp lót lò | Thiết bị xử lý nhiệt, phụ tùng lọc dầu |
Sự khác biệt giữa thép không gỉ 321, 304 và 316
Kiểm tra bảng dưới đây để có sự so sánh nhanh giữa thép không gỉ 321, 304 và 316:
| Tài sản | 321 | 304 | 316 |
| Kiểu | Austenit | Austenit | Austenit |
| Cấu trúc tinh thể | FCC (Khối lập phương tâm mặt) | FCC (Khối lập phương tâm mặt) | FCC (Khối lập phương tâm mặt) |
| Thành phần hóa học | Cr: 17-19%, Ni: 9-12%, Ti: ≤ 0,70% | Cr: 18-20%, Ni: 8-10,5% | Cr: （18%, Mo: （3%, Ni: （14% |
| Chống ăn mòn | Tốt, đặc biệt ở nhiệt độ cao | Tốt, nhưng dễ bị clorua | Tuyệt vời trong môi trường clorua và biển |
| Độ bền kéo | 620 MPa (89,9 ksi) | 505 MPa (73,2 ksi) | 580 MPa (84,1 ksi) |
| Sức chịu lực | 240 MPa (34,8 ksi) | 215 MPa (31,2 ksi) | 290 MPa (42,1 ksi) |
| Độ cứng | 80 HRB | 70 HRB | 79 HRB |
| Khả năng hàn | Tốt | Xuất sắc | Tốt |
| Trị giá | Cao | Thấp | Cao hơn 304 nhưng thấp hơn 321 |
| Ứng dụng | Ống xả máy bay, xử lý hóa chất | Thiết bị thực phẩm, kiến trúc | Môi trường biển, thiết bị y tế và hóa chất |
Những gì bạn cũng có thể quan tâm
Thép không gỉ 321 có bị gỉ không?
Thép không gỉ 321 có khả năng chống gỉ cao, đặc biệt là trong môi trường nhiệt độ cao, nhưng vẫn có thể bị ăn mòn trong điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như tiếp xúc với hóa chất mạnh hoặc nước mặn.
Đọc liên quan
Thép không gỉ có bị gỉ không và bạn có thể giải quyết bằng cách nào?
Làm thế nào để làm sạch và đánh bóng thép không gỉ?
Thép không gỉ 321 có từ tính không?
Thép không gỉ 321 thường không có từ tính khi được ủ, nhưng có thể hơi có từ tính sau khi làm nguội.
Đọc liên quan
Thép không gỉ có từ tính không?
Thép không gỉ 321 có an toàn cho thực phẩm không?
Có, thép không gỉ 321 an toàn với thực phẩm. Nó có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và có thể được sử dụng trong thiết bị chế biến thực phẩm, đặc biệt là trong môi trường nhiệt độ cao.
Bạn có thể hàn thép không gỉ 304 với thép không gỉ 321 không?
Có, bạn có thể hàn thép không gỉ 304 với thép không gỉ 321. Tuy nhiên, bạn nên sử dụng vật liệu hàn như thép không gỉ 347 để duy trì độ ổn định ở nhiệt độ cao.
Sự khác biệt giữa thép không gỉ 321 và 321H là gì?
Sự khác biệt chính giữa thép không gỉ 321 và 321H là hàm lượng carbon. 321H có hàm lượng carbon cao hơn, giúp cải thiện độ bền ở nhiệt độ cao so với 321.
Tóm tắt & Thêm nữa
Bài viết này giải thích ngắn gọn về định nghĩa, thành phần, tính chất, quy trình chế biến, ứng dụng và các khía cạnh quan trọng khác của thép không gỉ 321. Để tìm hiểu thêm về thép không gỉ hoặc các loại thép khác, hãy xem blog của chúng tôi hoặc liên hệ với các chuyên gia kim loại của chúng tôi.
Là nhà sản xuất và cung cấp giải pháp hàng đầu về thép đặc biệt, ThépPRO cung cấp các giải pháp ứng dụng đa ngành và dịch vụ tùy chỉnh. Chúng tôi đảm bảo chất lượng sản phẩm 100% và cam kết phát triển cùng với khách hàng. Ghé thăm trang web của chúng tôi để tìm hiểu thêm, hoặc gửi cho chúng tôi một yêu cầu. Chúng tôi sẽ liên hệ với bạn sớm nhất!
