產品介紹

　　SUS321不銹鋼(UNS S32100)是一種穩(wěn)定性非常好的不銹鋼。

　　中文名：SUS321不銹鋼

　　外文名：321 stainless steel

　　UNS：S32100

　　簡介：一種穩(wěn)定性非常好的不銹鋼

　　化學成分：ASTM A240 和 ASME SA-240

　　均勻腐蝕：合金321和347

　　在溫度達到800-1500°F(427-816°C)，碳化鉻沉淀的條件下，仍能保持良好的抗粒間腐蝕的能力。由于成分中添加了鈦，在碳化鉻形成的情況下，321合金仍然可以保持穩(wěn)定性。

　　321合金不銹鋼由于其優(yōu)良的機械性能，在高溫環(huán)境下工作很有優(yōu)勢。與304合金相比，321合金不銹鋼具有較好的延展性及抗應力斷裂能力。另外，304L 也可用于晶間腐蝕。

　　一般屬性

　　合金321(UNS S32100)是一種穩(wěn)定性非常好的不銹鋼。在溫度達到800-1500°F(427-816°C)，碳化鉻沉淀的條件下，仍能保持良好的抗粒間腐蝕的能力。由于成分中添加了鈦，在碳化鉻形成的情況下，321合金仍然可以保持穩(wěn)定性。347合金則是由于添加了軻和鉭來保持其穩(wěn)定性。

　　321和347合金常用于高溫環(huán)境下800-1500°F(427-816°C)的長期作業(yè)。如果應用只涉及焊接或短時間加熱時，用304L代替就可以了。

　　321和347合金的高溫作業(yè)優(yōu)勢，也有賴于其良好的機械性能。和304， 304L相比，321和347具有的抗蠕變應力和抗應力破裂性能。這使得在高一點溫度的時候，這些穩(wěn)定的合金所承受的壓力依然符合規(guī)范。因此321和347合金的高使用溫度可達1500°F(816°C)，而304，304L只局限于800°F(426°C)

　　321和合金347也有碳含量高的品種，它們UNS編號分別為：S32109跟S34709。

　　化學成分

　　ASTM A240和ASME SA-240

　　*H等級 碳含量為0.04?0.10%

　　**等級 低限度的穩(wěn)定劑是不同的配方

　　耐腐蝕性

　　均勻腐蝕

　　合金321和347具有與不穩(wěn)定的鎳鉻合金304相似的抵擋一般腐蝕的能力。在碳化鉻程度的溫度范圍中的長時間加熱可能會影響合金321和347在惡劣的腐蝕介質中的耐蝕性。

　　在大多數環(huán)境中，兩種合金的耐蝕性差不多;但退火狀態(tài)下的合金321在強氧化性環(huán)境中的耐蝕性稍遜于經退火處理的合金347。因此，合金347在水環(huán)境和其他低溫環(huán)境中較好。暴露于800°F -- 1500°F(427°C -- 816°C)這一溫度范圍時，會使合金321的整體耐蝕性較大差于合金347。合金347主要用于高溫應用，高溫應用要求材料有強的抗敏化性，以防止在較低溫度的粒間腐蝕。

　　粒間腐蝕

　　合金304等不穩(wěn)定的鎳?鋼對粒間腐蝕敏感，而合金321跟合金347就是開發(fā)來應用在這方面的。

　　當不穩(wěn)定的鉻鎳鋼被置于溫度為800°F -- 1500°F(427°C -- 816°C)的環(huán)境中或在這一溫度范圍內被慢慢冷卻時，碳化鉻在晶界產生沉淀。置于某些腐蝕性強的介質時，這些晶界先受侵蝕，也許會弱化金屬的效能，可能發(fā)生完全瓦解。

　　有機介質或若腐蝕性的水劑、牛奶或其他乳制品或大氣條件下，即使存在大量碳化物沉淀，也很少會產生粒間腐蝕。當焊接較薄的板材時，因為停留在800°F -- 1500°F(427°C -- 816°C)這一溫度范圍的時間非常短，不容易產生粒間腐蝕，所以不穩(wěn)定的等級都可以勝任了。碳化物沉淀到什么程度是有害的取決于合金暴露于800°F -- 1500°F(427°C -- 816°C)這一溫度范圍的時間長短以及腐蝕介質。焊接較厚的板材是盡管加熱時間較長，但由于不穩(wěn)定的L等級，含碳量在0.03%或還要低，碳化物的沉淀也不足以對這個等級產生危害。

　　穩(wěn)定的321和合金347不銹鋼的強抗敏化性和抗粒間腐蝕性通過下表數據體現。(銅-硫酸銅-16% 硫酸測試(ASTM A262, Practice E))。在測試開始前，對鋼廠經退火處理的樣品進行1050°F(566°C) 、48小時的均熱光敏熱處理。

　　應力腐蝕龜裂

　　合金321和347奧氏體不銹鋼對鹵化物中的應力腐蝕龜裂敏感，類似于合金304不銹鋼。會出現這一結果是由于它們的鎳含量相近。導致應力腐蝕龜裂的條件有：(1)暴露于鹵化物離子中(一般是氯化物)，(2)殘余張應力，(3)環(huán)境溫度超過120°F (49°C)。成形操作中的冷變形或焊接操作中遇到的熱循環(huán)都可能會產生應力。退火處理或冷變形之后的消除應力熱處理可能會降低應力水平。穩(wěn)定的合金321和347適用于消除了應力的、可能會對不穩(wěn)定的合金產生粒間腐蝕的操作環(huán)境。

　　321和347在對不穩(wěn)定的奧氏體不銹鋼(如合金304)產生連多硫酸應力腐蝕的環(huán)境中尤其有用。不穩(wěn)定的奧氏體不銹鋼若被暴露于會發(fā)生敏化作用的溫度，會在晶界產生碳化鉻沉淀。在含硫環(huán)境中冷卻至室溫時，硫化物(通常是氫化硫)會與水汽及氧發(fā)生反應，形成侵蝕敏化晶界的連多硫酸。在具有應力、粒間腐蝕的條件下，連多硫酸應力腐蝕龜裂發(fā)生在硫化物普遍存在的煉油環(huán)境中。穩(wěn)定的合金321和347因在升溫操作環(huán)境中具有抗敏化性而解決了連多硫酸應力腐蝕龜裂問題。若操作環(huán)境的條件會引起敏化，為使這些合金達到好的抗敏化性，應在熱穩(wěn)條件下使用。

　　點腐蝕/隙腐蝕

　　穩(wěn)定的合金321和347在含有氯離子的環(huán)境中的耐點蝕性和耐隙蝕性與合金304或304L不銹鋼差不多，因為它們的鉻含量相近。一般而言，對于不穩(wěn)定的及穩(wěn)定的合金，水環(huán)境中的氯化物含量上限為百萬分之一百，尤其是存在隙腐蝕時。較高的氯離子含量會導致隙腐蝕和點腐蝕。若在氯化物含量高、PH值較低而且/或溫度較高的惡劣條件下，需考慮使用含鉬的合金，如合金316。穩(wěn)定的合金321和347通過了100小時的5%鹽霧測試(ASTM B117)，被測樣本沒有產生鐵銹，沒有退色。但是，若把這些合金暴露于來自海洋的鹽霧中，可能會出現點腐蝕、隙腐蝕和嚴重變色。不推薦把合金321和347暴露于海洋環(huán)境中。

　　高溫抗氧化性

　　sus321不銹鋼的抗氧化性可與其它18-8奧氏體不銹鋼媲美。把樣本暴露于高溫的實驗室大氣中。定期把樣本從高溫環(huán)境中拿出稱重，可推算出銹皮形成的程度。測試結果通過重量變化(毫克/平方厘米)來表示，取兩個不同被測樣本的小值的平均值。

　　321和347的主要區(qū)別在于細微的合金添加劑，但不影響抗氧化性。因此，這些測試結果對兩個等級來說都具有代表性。但是，氧化率會受暴露環(huán)境以及產品形態(tài)等固有因素的影響，因此，這些結果應被視為這些等級抗氧化性的通常數值。

　　物理性能

　　合金321和347的物理性能頗相似，實際上，可以視為相同。表格中所列數值對這兩種合金都適用。

　　若經適當的退火處理，合金321和347不銹鋼主要含有奧氏體和鈦碳化物或鈮碳化物。少量的鐵素體可能會或可能不會出現在微觀結構中。若長時間暴露于溫度介于1000°F -- 1500°F(593°C -- 816°C)的環(huán)境中，可能會形成少量的西格瑪相。

　　熱處理不能使穩(wěn)定的合金321和347不銹鋼硬化。

　　金屬的總傳熱系數除了取決于金屬的導熱系數外，還取決于其它因素。在大多數情況下，膜層散熱系數、銹皮和金屬的表面狀況。不銹鋼能保持表面整潔，因此它的傳熱性比其它導熱系數高的金屬好。

　　導磁性

　　穩(wěn)定的合金321和347一般不帶磁性。在退火狀態(tài)下，它的導磁系數低于1.02。導磁率會因成分而改變，因冷作而增加。含鐵素體的焊縫的導磁率會高一點。

　　機械性能

　　室溫下的延展性

　　穩(wěn)定的合金321和347鉻鎳等級在退火狀態(tài)下(2000°F [1093°C]，空氣冷卻)的機械性能小值如下表所示。

　　高溫下的延展性

　　合金321和347在高溫下的典型機械性能如下表所示。在1000°F(538°C)及高的溫度環(huán)境中，這些穩(wěn)定合金的強度明顯高于不穩(wěn)定的304合金。

　　含碳量高的合金321H和347H(UNS32109和S34700)在1000°F (537°C)以上的環(huán)境中具有高的強度。合金347H的ASME大許用設計應力數據顯示這個等級的強度比含碳量較低的合金347高。合金321H不允許用于Section VIII的應用，而且對于Section III的應用，只限于800°F(427°C)或以下的溫度。

　　蠕變及應力破裂性能

　　合金321和347不銹鋼的典型蠕變及應力破裂數據如下表所示。穩(wěn)定合金在高溫中的蠕變及應力破裂強度高于不穩(wěn)定合金304和304L。合金321和347這些優(yōu)越的性能使其適用于高溫作業(yè)的承壓零件，例如我們常見的鍋爐及壓力容器。