321 vs 347 από ανοξείδωτο χάλυβα: Σταθεροποιημένα κράματα υψηλής- θερμοκρασίας σε σύγκριση

 

Ποιες είναι οι χημικές συνθέσεις, τα βασικά χαρακτηριστικά και οι τυπικές εφαρμογές;
Και τα δύο κράματα βασίζονται σε 18% χρώμιο και 9{12}}11% νικέλιο. Ο βαθμός 321 (UNS S32100) σταθεροποιείται με τιτάνιο, ενώ ο βαθμός 347 (UNS S34700) χρησιμοποιεί νιόβιο (κολόμβιο) για σταθεροποίηση. Αυτό αποτρέπει την καθίζηση καρβιδίου του χρωμίου κατά τη συγκόλληση. Προσφέρουν καλή αντίσταση στην οξείδωση έως περίπου 900 μοίρες . 321 χρησιμοποιείται συχνά σε συστήματα εξάτμισης αεροσκαφών, θερμικά οξειδωτικά και φυσούνες διαστολής. 347 προτιμάται σε θερμαντήρες διυλιστηρίων, χημικούς αντιδραστήρες υψηλής θερμοκρασίας και εξαρτήματα παραγωγής ενέργειας για την αντοχή του σε ερπυσμό.

Πώς επηρεάζει την απόδοσή τους η επιλογή του σταθεροποιητικού στοιχείου;
Το τιτάνιο στο 321 και το νιόβιο στο 347 συνδυάζονται και τα δύο με άνθρακα, αποτρέποντας την εξάντληση του χρωμίου. Ωστόσο, τα καρβίδια του νιοβίου είναι πιο σταθερά σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες (πάνω από 800 βαθμούς). Αυτό δίνει 347 ανώτερη αντίσταση στον ερπυσμό και τη «θερμή σκλήρυνση» για μεγάλες περιόδους. Στην κυκλική θέρμανση και ψύξη, η σταθεροποιημένη δομή του 347 αντιστέκεται επίσης στην υποβάθμιση των ορίων των κόκκων καλύτερα από το 321, καθιστώντας το πιο αξιόπιστο σε απαιτητικές εφαρμογές θερμικού κύκλου.

Σε ποια περιβάλλοντα το 347 είναι η ξεκάθαρη και απαραίτητη επιλογή έναντι του 321;
Επιλέξτε 347 όταν το εξάρτημα θα λειτουργεί συνεχώς πάνω από 800 μοίρες υπό πίεση, όπως σε σωλήνες υπερθερμαντήρα, σωλήνες ακτινοβολίας κλιβάνου ή εξαρτήματα λέβητα υψηλής-πίεσης. Προτιμάται επίσης σε έντονα οξειδωτικές ατμόσφαιρες και εφαρμογές που περιλαμβάνουν νιτρικό οξύ. Για διαλείποντα σέρβις υψηλής θερμοκρασίας ή λιγότερο σοβαρούς θερμικούς κύκλους, όπως σε πολλαπλούς εξαγωγής ή ορισμένους εναλλάκτες θερμότητας, το 321 παρέχει επαρκή απόδοση με δυνητικά χαμηλότερο κόστος.

Τι πρέπει να έχουν κατά νου οι κατασκευαστές όταν συγκολλούν αυτές τις ποιότητες;
Η συγκόλληση και των δύο βαθμών απαιτεί τυπικές ωστενιτικές διαδικασίες αλλά με προσοχή στην εισαγωγή θερμότητας. Για το 321, ανεπαρκές προστατευτικό αέριο μπορεί να οδηγήσει σε οξείδωση του τιτανίου, μειώνοντας το σταθεροποιητικό του αποτέλεσμα στη συγκόλληση. Για το 347, χρησιμοποιούνται τυπικά πληρωτικά σταθεροποιημένα με νιόβιο- (π.χ. ER347). Γενικά δεν απαιτείται θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση για λεπτές τομές, αλλά για παχιές συγκολλήσεις σε επιθετικά περιβάλλοντα, μπορεί να συνιστάται η ανόπτηση διαλύματος για την αποκατάσταση της βέλτιστης αντοχής στη διάβρωση.

Ποιοι τελικοί παράγοντες θα πρέπει να καθοδηγούν την επιλογή μεταξύ 321 και 347;
Βασίστε την απόφαση στη θερμοκρασία λειτουργίας, την καταπόνηση και την ατμόσφαιρα. Για θερμοκρασίες που ξεπερνούν σταθερά τους 800 βαθμούς με μηχανικό φορτίο, καθορίστε το 347. Για μέτριες θερμοκρασίες (600–800 μοίρες ) και όπου το κόστος είναι ένας παράγοντας, συχνά αρκεί 321. Πάντα να ελέγχετε το συγκεκριμένο χημικό και θερμικό περιβάλλον της εφαρμογής και να συμβουλεύεστε τους σχετικούς βιομηχανικούς κώδικες (π.χ. ASME) για εγκεκριμένα υλικά υπό πίεση και υψηλές θερμοκρασίες-.