321H الفولاذ المقاوم للصدأ، وهي درجة الأوستنيتي المستقرة بالتيتانيوم، والتي تم تحديدها باسم UNS S32109، وهي عبارة عن نوع أعلى من الكربون-من الفولاذ المقاوم للصدأ 321، مما يوفر مقاومة معززة للزحف وقوة في درجات الحرارة المرتفعة.
في هذه المدونة، نقدم خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ 321H، بما في ذلك تركيبه الكيميائي، والخواص الفيزيائية، والخواص الميكانيكية، والمزايا.
ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ 321H؟
321H (UNS S32109) هو الإصدار-عالي الكربون من سبائك التيتانيوم الكلاسيكية-المثبتة 321. يشير التعيين "H" إلى محتوى الكربون الخاضع للرقابة (0.04-0.10%) خصيصًا لتعزيز قوة درجات الحرارة العالية.
مثل المعيار 321، يتم تثبيته باستخدام التيتانيوم لمنع تكوين كربيد الكروم الضار، ولكن مستوى الكربون المرتفع يوفر خصائص فائقة للزحف والتمزق الإجهادي.
321H الفولاذ المقاوم للصدأالتركيب الكيميائي
التكوين الدقيق هو أساس سلوك 321H. تشمل العناصر الرئيسية (الوزن النموذجي %، وفقًا لمعيار ASTM A213/A312):
الكروم (Cr): 17.0 - 19.0% - يوفر مقاومة أساسية للتآكل والأكسدة من خلال تكوين طبقة سطحية سلبية.
النيكل (Ni): 9.0 - 12.0% - يعمل على استقرار البنية المجهرية الأوستنيتي، مما يوفر الصلابة والليونة والمقاومة لتقليل الأحماض.
الكربون (C): 0.04 - 0.10% - تم رفعه عمدًا لزيادة -درجة الحرارة العالية وقوة الشد والزحف.
التيتانيوم (Ti): أكبر من أو يساوي 4*(C%) كحد أدنى، عادةً ~0.70% - المثبت الحرج. التيتانيوم لديه تقارب أعلى للكربون من الكروم. إنه يشكل كربيدات التيتانيوم المستقرة (TiC)، مما يؤدي بشكل فعال إلى "ربط" الكربون ومنع تكوين كربيدات الكروم عند حدود الحبوب أثناء التعرض لدرجة حرارة 800-1500 درجة فهرنهايت (427-816 درجة).
المنغنيز (Mn): أقل من أو يساوي 2.0%
السيليكون (Si): أقل من أو يساوي 0.75%
الفوسفور (P): أقل من أو يساوي 0.045%
الكبريت (S): أقل من أو يساوي 0.030%
الحديد (الحديد): التوازن.
تعتبر نسبة Ti:C أمرًا بالغ الأهمية. وتضمن نسبة الحد الأدنى 4:1 كمية كافية من التيتانيوم لتحقيق الاستقرار الكامل لمحتوى الكربون.
321H الفولاذ المقاوم للصدأالخصائص الفيزيائية
هذه الخصائص المتأصلة لم تتغير إلى حد كبير عن المعيار 321:
الكثافة: 0.29 رطل/بوصة مكعبة (8.0 جم/سم مكعب)
نطاق الانصهار: 2550-2590 درجة فهرنهايت (1399-1421 درجة)
الحرارة النوعية (32-212 درجة فهرنهايت / 0-100 درجة): 0.12 وحدة حرارية بريطانية/رطل · درجة فهرنهايت (500 جول/كجم · كلفن)
الموصلية الحرارية: عند 212 درجة فهرنهايت (100 درجة ): 9.3 وحدة حرارية بريطانية·بوصة/(ساعة·قدم²·درجة فهرنهايت) [16.2 واط/(م·ك)]
معامل التمدد الحراري: 9.2 × 10⁻⁶ لكل درجة فهرنهايت (16.6 × 10⁻⁶ لكل درجة) من 32-212 درجة فهرنهايت. معدل التمدد هذا أعلى من الفولاذ الكربوني، وهو أحد الاعتبارات الرئيسية في تصميم النظام.
معامل المرونة (الشد): 28.3 × 10⁶ رطل لكل بوصة مربعة (195 جيجا باسكال) في درجة حرارة الغرفة.
321H الفولاذ المقاوم للصدأالخواص الميكانيكية
تختلف القيم الفعلية باختلاف شكل المنتج وحجمه. تعتبر القيم الموضحة أدناه نموذجية للمواد الملدنة وفقًا لمعايير ASTM.
قوة الشد: 75,000 رطل لكل بوصة مربعة (515 ميجا باسكال) دقيقة
قوة الخضوع (إزاحة 0.2%): 30,000 رطل لكل بوصة مربعة (205 ميجا باسكال) دقيقة
الاستطالة في 2 بوصة: 35% كحد أدنى
الصلابة (برينل): 170 HB كحد أقصى (حالة التلدين)
ميزة درجة الحرارة العالية-: في حين أن قوة درجة حرارة الغرفة قابلة للمقارنة مع الأوستنيتيات الأخرى، فإن 321H يميز نفسه حقًا عند درجات الحرارة المرتفعة.
إن قوة الزحف وقوة التمزق الإجهادي تتفوق بشكل كبير على المعيار 304/304H وحتى 321 عند درجات حرارة أعلى من 1000 درجة فهرنهايت (538 درجة). وهذا يسمح بتصميم مكونات ذات جدران أرفع-أو تشغيلها عند ضغوط أعلى في الخدمة الساخنة.
مزايا الفولاذ المقاوم للصدأ 321H
مقاومة التحسس والتآكل الحبيبي: هذا هو هدف التصميم الأساسي. من خلال عزل الكربون في صورة كربيدات التيتانيوم، يقاوم 321H تكوين المناطق المستنفدة من الكروم- على طول حدود الحبيبات، مما يجعله مثاليًا للحام والخدمة في درجات الحرارة العالية-حيث يكون المعيار 304/304H عرضة.
قوة ممتازة في درجات الحرارة العالية-: يعمل المحتوى العالي من الكربون الذي يتم التحكم فيه بشكل مباشر على تعزيز خصائص الشد على المدى القصير-، والأهم من ذلك، خصائص الزحف والتمزق الإجهادي على المدى الطويل-.
مقاومة فائقة للأكسدة: يشكل محتوى الكروم طبقة أكسيد ثابتة وملتصقة (Cr₂O₃) تحمي المعدن الأساسي من القياس والتدهور في الخدمة المستمرة حتى 1500 درجة فهرنهايت (816 درجة) والخدمة المتقطعة حتى 1600 درجة فهرنهايت تقريبًا (871 درجة).
مقاومة عامة جيدة للتآكل: تعمل بشكل مشابه لـ 304 في مجموعة واسعة من البيئات الجوية والكيميائية والحمضية، ومقاومة المواد الكيميائية العضوية، والأصباغ الغذائية، ومعظم الأحماض المؤكسدة.
قابلية اللحام: ممتازة، باستخدام عمليات اللحام القوسي الشائعة. بشكل عام، لا تكون المعالجة الحرارية بعد اللحام- مطلوبة للحماية من التآكل بسبب التثبيت، ولكن يمكن تحديدها لتخفيف الضغط.
إذا كنت تقوم بتوريد أنابيب أو تجهيزات 321H،اتصل بناللحصول على عروض أسعار تنافسية وإرشادات الخبراء.
