مواصفات صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ SUS321: JIS G4304/G4305 وASTM A240

ورقة ولوحة SUS321: نظرة عامة على الدرجة

صفائح وألواح SUS321 عبارة عن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المثبت بالتيتانيوم (06Cr18Ni11Ti) المخصص للخدمة في درجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل بين الحبيبات والأداء الميكانيكي المستقر. يتم استخدام الصف على نطاق واسع في المعدات الكيميائية والبتروكيماوية وعوادم السيارات ومعدات تجهيز الأغذية، ويتم توفيره على شكل صفائح مدلفنة على البارد، وألواح مدلفنة على الساخن، وألواح ولفائف.

يلخص دليل المواصفات هذا التركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية ونطاقات الأبعاد وممارسة التصنيع بالإشارة إلى معايير JIS وASTM التي تحكم فعليًا المنتجات المدرفلة المسطحة.

ما هو المعيار الذي ينطبق على ورقة SUS321؟

عادةً ما يتم ذكر عائلتين من المعايير في أمر شراء ورقة SUS321، ولا يمكن استبدالهما بالعنوان وحده:

جيس G4304– صفائح وصفائح وشرائط من الفولاذ المقاوم للصدأ المدرفلة على الساخن. هذا هو المعيار الياباني الذي يغطي صفائح وألواح SUS321 في حالة الدرفلة على الساخن.

جيس G4305- صفائح وألواح وشرائط من الفولاذ المقاوم للصدأ المدرفلة على البارد، تغطي الصفائح المدرفلة على البارد SUS321.

جيس G4303- قضبان من الفولاذ المقاوم للصدأ. تنطبق هذه المواصفة القياسية على القضبان الدائرية والمربعة والسداسية، وليس على الألواح؛ غالبًا ما يتم اقتباسه بشكل خاطئ عند الحاجة إلى منتج مسطح.

أستم A240- ألواح وصفائح وأشرطة من الفولاذ المقاوم للصدأ من الكروم والكروم والنيكل لأوعية الضغط وللتطبيقات العامة، والتي يظهر فيها الصف كنوع 321 (UNS S32100). المتطلبات العامة مثل التفاوتات المسموح بها والاختلافات المسموح بها تغطيها ASTM A480.

المتطلبات التركيبية والميكانيكية متكافئة فعليًا بين أنظمة JIS وASTM لـ SUS321 / النوع 321، لكن تفاوتات الأبعاد ونطاقات السيليكون والنيكل المسموح بها ومتطلبات وضع العلامات تختلف بالتفصيل. إن الإصدار الذي تم استدعاؤه للمعيار، وليس اسم الدرجة وحده، هو الذي يحكم القبول.

التركيب الكيميائي

عنصر	متطلبات نموذجية	ملحوظات
الكربون (ج)	أقل من أو يساوي 0.08%	أبقى منخفضًا للحد من تكوين الكربيد
المنغنيز (من)	أقل من أو يساوي 2.00%	الاستقرار الأوستنيتي
السيليكون (سي)	أقل من أو يساوي 1.00% (ASTM A240 بحد أقصى 0.75%)	إزالة الأكسدة
الفوسفور (ف)	أقل من أو يساوي 0.045%	العنصر المتبقي
الكبريت (S)	أقل من أو يساوي 0.030%	العنصر المتبقي
الكروم (الكروم)	17.0–19.0%	الفيلم السلبي ومقاومة الأكسدة
النيكل (ني)	9.0–12.0% (يسمح JIS بما يصل إلى 13.00%)	الأوستينيت السابق
التيتانيوم (تي)	أكبر من أو يساوي 5 × C%، بحد أقصى 0.70%	عنصر الاستقرار
النيتروجين (ن)	أقل من أو يساوي 0.10%	مساهمة القوة

العلاقة بين التيتانيوم والكربون هي السمة المميزة لهذا الصف. يجب أن يكون التيتانيوم موجودًا بما لا يقل عن خمسة أضعاف محتوى الكربون، مع حد أقصى يبلغ 0.70%، بحيث يتشكل كربيد التيتانيوم بشكل مفضل على كربيد الكروم وتحافظ الورقة على مقاومتها للتآكل بين الحبيبات بعد اللحام أو التعرض الطويل في نطاق التحسس 425-850 درجة.

الخواص الميكانيكية

ملكية	متري	إمبراطوري
قوة الشد (دقيقة)	515 MPa	74.7 ksi
قوة الخضوع، إزاحة 0.2% (الحد الأدنى)	205 MPa	29.7 ksi
استطالة (دقيقة)	40%	40%
صلابة (الحد الأقصى، صلب)	217 HB	-
كثافة	7.93 جم/سم3	0.286 رطل/بوصة³
أقصى درجة حرارة الخدمة المستمرة	870 درجة	1600 درجة فهرنهايت

القيم هي الحد الأدنى من المتطلبات النموذجية للمنتج المسطح الملدن؛ يمكن توفير لوحة أثقل بحدود معدلة قليلاً، ويجب دائمًا التحقق من شهادة المطحنة الخاصة بالحرارة الفعلية مقابل المواصفات المطلوبة.

نطاقات الأبعاد والانتهاء من السطح

ورقة المدرفلة على البارد:يبلغ سمكها حوالي 0.3-6.0 مم، ويتم توفيرها في ملف أو مقطعة حسب الطول.

صفائح وألواح مدرفلة على الساخن:يبلغ سُمكها حوالي 3.0-150 مم، بشكل مقطع إلى طول أو ملفوف حسب السمك.

عرض:عادة 1000-2000 مم، مع 1219 مم و 1500 مم عرض المخزون الأكثر شيوعًا.

طول:قطع حسب الطول، أو لفائف مستمرة.

التشطيبات:رقم 1 (مدرفل على الساخن، ملدن ومخلل)، 2B (ملفوف على البارد، ملدن ومممر بالجلد)، BA (ملدن لامع)، رقم 4 مصقول ومصقول بالمرآة عند الطلب.

إن تحمل السُمك هو نقطة المواصفات التي غالبًا ما يتم تجاهلها في مرحلة الاستفسار. تكون التفاوتات المسموح بها للألواح المدلفنة على البارد أكثر صرامة من الألواح المدرفلة على الساخن، وكلاهما يختلف مع العرض، لذلك يجب اقتباس جدول الاختلاف المسموح به للمعيار الحاكم بشكل صريح بدلاً من افتراضه.

التصنيع والقطع واللحام

تشكيل:تتميز صفائح SUS321 بقابلية جيدة للتشكيل على البارد؛ يعد نصف قطر الانحناء الذي يبلغ حوالي 1.5 إلى 2 ضعف سمك الورقة ممارسة طبيعية لثني 90 درجة عبر اتجاه التدحرج.

اللحام:يتطابق الحشو المستقر من النوع ER347 مع المعدن الأساسي ويحافظ على مقاومة التآكل بين الحبيبات في المنطقة المتأثرة بالحرارة.

المعالجة الحرارية:لا يلزم التسخين المسبق، وعادة ما تكون المعالجة الحرارية بعد اللحام غير ضرورية لأن تثبيت التيتانيوم يمنع استنفاد الكروم.

القطع:يتم استخدام كل من القص والبلازما والليزر والقطع المائي. يجب تلبيس الحواف المقطوعة حرارياً قبل الخدمة في الوسائط المسببة للتآكل.

التخليل والتخميل:يوصى به بعد اللحام أو التعرض للحرارة لاستعادة طبقة سلبية موحدة.

الأسئلة المتداولة

س: هل JIS G4303 هو المعيار الصحيح لورقة SUS321؟
رقم JIS G4303 يغطي قضبان الفولاذ المقاوم للصدأ. تم تحديد صفائح وألواح SUS321 المدلفنة بشكل مسطح تحت JIS G4304 للمنتجات المدرفلة على الساخن وJIS G4305 للمنتجات المدرفلة على البارد.

س: هل JIS SUS321 وASTM A240 Type 321 مكافئان؟
وهي متكافئة من الناحية الهندسية ويتداخل تكوينها ومتطلباتها الميكانيكية بشكل وثيق، ولكن النطاقات المسموح بها للسيليكون والنيكل وجداول التسامح الأبعاد تختلف، وبالتالي فإن المواصفات التي تم الاستناد إليها في الطلب هي التي تسري.

س: لماذا يتم إضافة التيتانيوم إلى ورقة SUS321؟
تتم إضافة التيتانيوم بما لا يقل عن خمسة أضعاف محتوى الكربون بحيث يتشكل كربيد التيتانيوم، بدلاً من كربيد الكروم، أثناء اللحام أو الخدمة في درجات الحرارة المرتفعة. يبقى الكروم في المحلول وتظل الورقة مقاومة للتآكل الحبيبي.

س: هل ورقة SUS321 أفضل من SUS304 لتطبيقات درجات الحرارة العالية؟
نعم. SUS321 مثبت بالتيتانيوم، والذي يمنع ترسيب الكربيد عند حدود الحبوب أثناء التعرض في نطاق التحسس، في حين يعتمد SUS304 على محتوى منخفض الكربون أو المعالجة الحرارية بعد اللحام لنفس الحماية.

س: هل يمكن لحام ورقة SUS321 دون المعالجة الحرارية بعد اللحام؟
في معظم الحالات نعم. يعمل تثبيت التيتانيوم على تقليل خطر التآكل الحبيبي في المنطقة المتأثرة بالحرارة، لذلك يتم عادةً وضع الصفائح والألواح الملحومة في الخدمة في حالة اللحام.

س: ما هي الصناعات التي تستخدم عادة صفائح وألواح SUS321؟
معالجة البتروكيماويات والكيماويات، ومعالجة الأغذية والمشروبات، وأنظمة عوادم السيارات، والأفران ومعدات المعالجة الحرارية، ومصانع المعالجة ذات درجات الحرارة العالية.