Нерђајући челик 321 против 347: стабилизоване легуре титанијума против ниобијума

 

Који су хемијски састави, механичка својства и примарна употреба нерђајућег челика 321 и 347?
И 321 и 347 су засновани на класичној 18-8 (18% хрома, 8% никла) аустенитној структури. Њихова дефинитивна карактеристика је додавање јаких карбидних{17}}елемената који формирају (стабилизујући). Класа 321 је стабилизована титанијумом (Ти мин. 5к садржај угљеника), док је класа 347 стабилизована ниобијумом (Нб мин. 10к садржај угљеника). Ова стабилизација им омогућава да се држе у опсегу температуре таложења карбида (450-850°Ц) без да постану осетљиви на интергрануларни напад. Показују типична аустенитна својства: одличну жилавост, способност обликовања и отпорност на оксидацију до око 900°Ц. 321 широко се користи у издувним цевима авиона, експанзионим меховима и високотемпературној опреми за хемијску обраду. 347 често се наводи за заварене компоненте тешког пресека у производњи електричне енергије, индустрији нафте и нафтној индустрији.

Како функционише стабилизација титанијума и ниобијума и зашто је то важно за заваривање и услуге на високим{0}}температурама?
Током заваривања или излагања високим{0}температурама, угљеник мигрира до граница зрна. У нестабилизованим класама као што је 304, угљеник се комбинује са хромом да би формирао карбиде хрома, исцрпљујући локални хром и стварајући пут за корозију. У 321, титанијум има јачи афинитет за угљеник од хрома, формирајући уместо тога стабилне титанијум карбиде. Слично, у 347, ниобијум формира још стабилније ниобијум карбиде. У оба случаја, хром остаје у раствору да би одржао отпорност на корозију. Ово је критично за заварене склопове који се не могу накнадно-термички третирати{10}}и за делове који непрекидно раде у температурном опсегу осетљивости, обезбеђујући дуготрајни{11}}конструкцијски интегритет.

Које су кључне разлике у перформансама између 321 и 347 у апликацијама на високим{0}}
Иако су оба одлична за рад на високим{{0}температурама, 347 (стабилизован ниобијумом-) генерално надмашује 321 (стабилизован са титанијумом-) у дуготрајној-чврстини и стабилности на високим{6}}има. Ниобијум карбиди су стабилнији и отпорнији на грубље боље од титанијум карбида на температурама изнад приближно 800°Ц. Ово даје 347 супериорну снагу пузања и бољу отпорност на "вруће очвршћавање" или крхкост након дужег излагања. Због тога, за компоненте са критичним-напоном као што су цеви прегрејача, делови пећи или разводници турбина намењени за континуирани рад на високим{13}}температурама, 347 је често пожељан инжењерски избор. Степен 321 је савршено погодан за повремене или нешто ниже температурне циклусе.

Која су практична разматрања производње и трошкова приликом избора између ова два стабилизована разреда?
Са становишта производње, 321 захтева додатну пажњу током заваривања јер титанијум може да оксидира ако је заштита неадекватна, што доводи до губитка његовог стабилизационог ефекта на завареном шаву. Генерално се сматра да степен 347 има нешто бољу и конзистентнију заварљивост. Обрадивост је слична за оба. Што се тиче цене, цена је обично вођена тржишном ценом стабилизационих елемената. Историјски гледано, ниобијум (за 347) је био скупљи и подложан већој волатилности цена од титанијума (за 321), што је често чинило 347 вишом -опцијом за цену. Ово чини 321 атрактивним, исплативим{12}}стабилизованим избором за многе апликације где супериорне перформансе на веома-високим-перформансама од 347 нису стриктно потребне.

Као купац, како да одлучим између 321 и 347 за спецификације мог пројекта?
Ваша одлука треба да следи јасан процес. Прво, потврдите максималну континуирану радну температуру и оптерећење напрезања компоненте. Ако под стресом прелази 800°Ц, нагните се ка 347. Друго, прегледајте план заваривања и израде; ако су процедуре заваривања мање контролисане, природа 347 која више опрашта може бити од користи. Треће, анализирајте корозивну средину; оба су отпорна на интергрануларну корозију, али за јаку употребу азотне киселине може се навести 347. На крају, извршите{8}}анализу трошкова и користи: ако је апликација тешка и неуспех је скуп, премија за 347 је оправдана. За многе примене које укључују заваривање и умерене температуре (500-800°Ц), 321 обезбеђује одличну стабилизацију по нижој цени. Увек наведите пуну класу (нпр. АСТМ А240 Гр.321) и захтевајте сертификоване извештаје о испитивању млина.