مقارنة SUS321 وSUS321H: التيتانيوم-المستقر مقابل العالي-التيتانيوم الكربوني-الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المستقر

SUS321 مقابل SUS321H: ما الذي يتغير مع الكربون؟

SUS321 وSUS321H عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي المثبت بالتيتانيوم- وينتمي إلى عائلة 18Cr-10Ni-Ti نفسها. يتمثل الاختلاف الأساسي في محتوى الكربون: يحد SUS321 من الكربون إلى 0.08% كحد أقصى، بينما يتم التحكم في SUS321H إلى 0.04-0.10%. يتم تثبيت كلا الدرجتين باستخدام التيتانيوم عند مستوى لا يقل عن 4 أضعاف محتوى الكربون، بحد أدنى 0.70%، بحيث يرتبط الكربون بكربيدات TiC ولا يمكنه استنفاد الكروم عند حدود الحبوب. ينتج الكربون العالي لـ SUS321H المزيد من TiC، الذي يثبت حدود الحبوب ويحسن بشكل كبير قوة الزحف عند درجات الحرارة المرتفعة، مما يجعله الدرجة المفضلة لخدمة تحمل الضغط على المدى الطويل بين 600 درجة و870 درجة.

التركيب الكيميائي

نطاقات التركيب أدناه تتبع JIS G4304 للألواح المدرفلة على الساخن- وJIS G4303 للقضبان؛ يتم تعريف الكيمياء المتطابقة في ASTM A240 لـ UNS S32100 وS32109.

عنصر	SUS321 (بالوزن٪)	SUS321H (بالوزن٪)
الكربون (ج)	0.08 كحد أقصى	0.04-0.10
السيليكون (سي)	1.00 كحد أقصى	1.00 كحد أقصى
المنغنيز (من)	2.00 كحد أقصى	2.00 كحد أقصى
الفوسفور (ف)	0.045 كحد أقصى	0.045 كحد أقصى
الكبريت (S)	0.030 كحد أقصى	0.030 كحد أقصى
الكروم (الكروم)	17.0-19.0	17.0-19.0
النيكل (ني)	9.0-12.0	9.0-12.0
التيتانيوم (تي)	4 × درجة مئوية دقيقة، 0.70 دقيقة	4 × درجة مئوية دقيقة، 0.70 دقيقة
الحديد (الحديد)	توازن	توازن

الخصائص الميكانيكية ودرجة الحرارة العالية-

في درجة حرارة الغرفة، تكون الدرجتان متساويتين في الحالة الملدنة؛ يظهر الفرق فقط عند تحميل درجة الحرارة-المرتفعة-على المدى الطويل.

ملكية	SUS321	SUS321H
قوة الشد الدنيا (MPa)	515	515
قوة الخضوع الدنيا (MPa)	205	205
استطالة دقيقة (٪)	40	40
الصلابة القصوى (HB)	201	201
قوة التمزق الزحف عند 700 درجة / 1000 ساعة (MPa)	60	85
نطاق الخدمة المستمرة (درجة)	-196 إلى 870	-196 إلى 870، يفضل 600-870 للأجزاء التي تتحمل الضغط

إن قوة التمزق الزاحف التي تبلغ 1000-ساعة لـ SUS321H عند 700 درجة أعلى بنسبة 40% تقريبًا من قوة SUS321، وهو المعامل الحاسم لعمر تصميم السخان الفائق وخطوط البخار التي يتم قياسها بعشرات الآلاف من الساعات.

الدرجات المعادلة

وقد تم الاعتراف بكلا الدرجتين بمعادلات في أنظمة التعيين الدولية الرئيسية.

نظام	SUS321	SUS321H
جيس	SUS321	SUS321H
أونس (ASTM A240)	S32100	S32109
إيسي	321	321H
إن 10088	1.4541 (X6CrNiTi18-10)	1.4941 (X7CrNiTi18-10)

الاختيار بين SUS321 وSUS321H

اختر SUS321 للمكونات العامة ذات درجات الحرارة العالية-التي لا تتحمل إجهادًا مستمرًا: أنابيب عادم المحرك الهوائي، وأنابيب المبادل الحراري التي تعمل بدرجة حرارة أقل من 870 درجة، وأوعية التفاعل الكيميائي. اختر SUS321H عندما يحمل المكون إجهادًا طويل الأمد-بدرجة حرارة 600-870 درجة، مثل المسخن الفائق للغلاية وأنابيب إعادة التسخين، وخطوط أنابيب البخار-ذات درجة الحرارة العالية، والمكونات المساعدة لتوربينات الغاز. عندما يتم لحام الأجزاء الثقيلة من SUS321H، يلزم التلدين بعد اللحام عند 850-900 درجة مع تبريد الهواء لتخفيف الضغط المتبقي واستعادة أداء الزحف. تكلف SUS321H عادة 10-15% أكثر من SUS321 بسبب متطلبات التحكم والاختبار الأكثر صرامة في الكربون.

التعليمات

لماذا يتمتع SUS321H بقوة زحف أعلى في-درجات الحرارة المرتفعة؟

يشكل محتوى الكربون الذي يتم التحكم فيه بنسبة 0.04-0.10% حجمًا أكبر من كربيدات TiC الدقيقة التي تثبت حدود الحبوب، والتي تقاوم انزلاق حدود الحبوب- وتشوه البلاستيك تحت ضغط طويل المدى عند درجة حرارة مرتفعة. والنتيجة هي قوة تمزق زحف لمدة 1000 ساعة عند 700 درجة تبلغ حوالي 85 ميجا باسكال مقابل 60 ميجا باسكال لـ SUS321.

ما هي مرحلة ما بعد-المعالجة الحرارية للحام التي يتطلبها SUS321H؟

بالنسبة للمقاطع السميكة، يلزم -التليين اللاحق عند درجة حرارة 850-900 درجة متبوعًا بالتبريد بالهواء. يؤدي هذا إلى تخفيف إجهاد اللحام المتبقي واستعادة-أداء زحف درجة الحرارة المرتفعة للمنطقة المتأثرة بالحرارة. لا تتطلب الأقسام الرفيعة التي تقل عن حد سمك الكود المطبق ذلك بشكل عام.

هل يمكن أن يحل SUS321 محل SUS321H في خدمة الضغط على درجات الحرارة العالية-؟

رقم فوق 600 درجة، SUS321 لديه مقاومة زحف غير كافية وسيظهر تشوهًا بلاستيكيًا تدريجيًا تحت الحمل المستمر، مما قد يؤدي إلى فشل سابق لأوانه. SUS321H هي المادة المطلوبة لمكونات تحمل الضغط-في نطاق 600-870 درجة.

هل هناك فرق في محتوى التيتانيوم بين الدرجتين؟

تم تثبيت كلاهما عند درجة حرارة 4 × مئوية بحد أدنى 0.70% من التيتانيوم. نظرًا لأن SUS321H يحتوي على محتوى كربون أعلى، فإن محتواه الفعلي من التيتانيوم عادةً ما يكون أعلى إلى حد ما، مما يضمن تكوين ما يكفي من TiC لتثبيت الكربون العالي.

كيف أختار بين SUS321 وSUS321H؟

حدد SUS321 إذا كانت درجة حرارة الخدمة عند 600 درجة أو أقل منها ولا يتحمل المكون أي إجهاد مستمر لدرجة الحرارة العالية-. حدد SUS321H إذا كانت درجة حرارة الخدمة هي 600-870 درجة وكان المكون تحت ضغط طويل الأمد-، على سبيل المثال، أنابيب السخان الفائق أو خطوط البخار المصممة لتشفير قواعد عمر الزحف.