تفاوت استیل 321 با 304

تفاوت استیل 321 با 304 چیست 

تفاوت استیل 321 با 304 نوع 321 یک استیل تثبیت شده است که به عنوان مزیت اصلی آن مقاومت عالی در برابر خوردگی بین دانه ای به دنبال قرار گرفتن در معرض دما در محدوده بارش کاربید کروم از 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد) ارائه می دهد. نوع 321 در برابر تشکیل کاربید کروم با افزودن تیتانیوم تثبیت می شود.
در حالی که نوع 321 همچنان برای خدمات طولانی مدت در محدوده دمایی th4e 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد) استفاده می شود، نوع 304L جایگزین این درجه تثبیت شده برای کاربردهایی شده است که فقط شامل جوشکاری یا گرمایش کوتاه مدت هستند.

خواص استیل 321 و 304 

استیل نوع 321 نیز به دلیل خواص مکانیکی خوب برای سرویس در دمای بالا مفید است.استیل نوع 321 خواص خزش و گسیختگی استرس بالاتری نسبت به نوع 304 و به ویژه نوع 304L ارائه می دهد که ممکن است برای مواجهه هایی که حساسیت و خوردگی بین دانه ای نگران کننده است نیز در نظر گرفته شود. این منجر به تنش های مجاز دمای بالا برای این آلیاژ تثبیت شده برای کاربردهای دیگ بخار ASME و کد مخزن تحت فشار می شود. آلیاژ Type 321 دارای حداکثر دمای استفاده 1500 درجه فارنهایت (816 درجه سانتیگراد) برای برنامه های کد مانند Type 304 است، در حالی که نوع 304L به 800 درجه فارنهایت (426 درجه سانتیگراد) محدود شده است.

مقاومت در برابر خوردگی 321 و 304

خوردگی عمومی آلیاژ نوع 321 مقاومتی مشابه با خوردگی عمومی و کلی مانند نیکل کروم ناپایدار نوع 304 ارائه می دهد. حرارت دادن به مدت طولانی در محدوده بارش کاربید کروم ممکن است بر مقاومت کلی نوع 321 در محیط های خورنده تأثیر بگذارد.
خوردگی بین دانه ای
نوع 321 برای کاربردهایی توسعه یافته است که در آن فولادهای کروم نیکل ناپایدار مانند نوع 304 مستعد خوردگی بین دانه ای هستند.

هنگامی که فولادهای کروم نیکل تثبیت نشده در محدوده 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد) نگه داشته یا به آرامی سرد می شوند، کاربید کروم در مرزهای دانه رسوب می کند. در حضور برخی رسانه‌های به شدت خورنده، این مرزهای دانه ترجیحاً متصل می‌شوند، تضعیف کلی فلز حاصل می‌شود و ممکن است از هم پاشیدگی کامل رخ دهد.

محیط های مورد استفاده استیل 321

محیط های آلی یا عوامل آبی ضعیف خورنده، میل و سایر محصولات لبنی یا شرایط جوی به ندرت باعث خوردگی بین دانه ای می شوند حتی زمانی که مقادیر زیادی کاربید رسوب داده شده وجود داشته باشد. زمانی که مواد گیج نازک جوش داده می‌شوند، زمان در محدوده دمایی 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتی‌گراد) به قدری کوتاه است که در اکثر رسانه‌های خورده‌کننده، مواد نوع ناپایدار به طور کلی رضایت‌بخش است. میزان مضر بودن بارش کاربید به مدت زمانی که آلیاژ در معرض دمای 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد) قرار گرفته و به محیط خورنده بستگی دارد. حتی زمان‌های گرمایش طولانی‌تر درگیر در جوشکاری گیج‌های سنگین، برای آلیاژهای ناپایدار درجه «L» که در آن‌ها محتوای کربن در مقادیر کم ۰.۰۳ درصد یا کمتر حفظ می‌شود، مضر نیست.

به طور کلی، نوع 321 برای تجهیزات جوشکاری سنگین استفاده می شود که بین 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد) کار می کنند یا به آرامی در این محدوده خنک می شوند. تجربه به دست آمده در طیف گسترده ای از شرایط خدمات داده های کافی را برای پیش بینی کلی امکان اتصال بین دانه ای در اکثر برنامه ها ارائه کرده است. لطفا نظرات زیر بخش عملیات حرارتی را بررسی کنید.

استرس ترک خوردگی

تفاوت استیل 321 با 304

فولاد زنگ نزن آستنیتی نوع 321 در هالیدهای مشابه استیل نوع 304 در برابر ترک خوردگی تنشی (SCC) حساس است. این به دلیل شباهت آنها در محتوای نیکل است. شرایطی که باعث SCC می شوند عبارتند از: (1) وجود یون هالید (به طور کلی کلرید)، (2) تنش های کششی باقی مانده، و (3) دمای محیط بیش از حدود 120 درجه فارنهایت (49 درجه سانتی گراد). تنش ها ممکن است از تغییر شکل سرد در حین عملیات شکل دهی، یا از چرخه های حرارتی که در طول عملیات جوشکاری با آن مواجه می شوند، ایجاد شوند. سطوح استرس ممکن است با عملیات حرارتی بازپخت یا کاهش استرس به دنبال تغییر شکل سرد کاهش یابد. نوع 321 انتخاب خوبی برای سرویس در شرایط تنش زدایی در محیط هایی است که در غیر این صورت ممکن است باعث خوردگی بین دانه ای برای آلیاژهای ناپایدار شود.

نوع 321

به ویژه در شرایطی مفید است که باعث خوردگی تنش اسید پلی تیونیک فولادهای زنگ نزن آستنیتی تثبیت نشده مانند نوع 304 می شود. قرار گرفتن در معرض فولاد زنگ نزن آستنیتی تثبیت نشده در معرض دماهایی در محدوده حساس کننده باعث رسوب کاربیدهای کروم در مرزهای دانه می شود. هنگام خنک شدن تا دمای اتاق در یک محیط حاوی سولفید، سولفید (اغلب سولفید هیدروژن) با رطوبت و اکسیژن واکنش می دهد و اسیدهای پلی تیونیک را تشکیل می دهد که مرزهای دانه حساس را به هم متصل می کند.

در شرایط تنش، ترک های بین دانه ای ایجاد می شود. پلی تیونیک اسید SCC در محیط های پالایشگاه نفت که سولفیدها رایج هستند، رخ داده است. آلیاژ تثبیت شده نوع 321 با مقاومت در برابر حساسیت در طول سرویس دمای بالا، راه حلی برای اسیدهای پلی تیونیک SCC ارائه می دهد. برای مقاومت بهینه، اگر شرایط مربوط به سرویس ممکن است منجر به حساسیت شود، این آلیاژها باید در شرایط تثبیت حرارتی استفاده شوند.

 خوردگی شکاف

تفاوت استیل 321 با 304

مقاومت آلیاژ تثبیت شده نوع 321 در برابر خوردگی حفره ای و شکافی در حضور یون کلرید مشابه استیل نوع 304 یا نوع 304L به دلیل محتوای کروم مشابه است. به طور کلی، 100 ppm کلرید در محیط های آبی به عنوان حد برای آلیاژهای ناپایدار و تثبیت شده در نظر گرفته می شود، به خصوص اگر شکاف هایی وجود داشته باشد. سطوح بالاتر یون کلرید ممکن است باعث خوردگی شکاف و ایجاد حفره شود. برای شرایط شدیدتر با سطح کلرید بالاتر، pH کمتر و/یا دمای بالاتر، آلیاژهای دارای مولیبدن، مانند نوع 316، باید در نظر گرفته شوند.

آلیاژ تثبیت شده نوع 321 تست اسپری نمک خنثی 100 ساعته 5% (ASTM-B-117) را بدون زنگ زدگی یا رنگ آمیزی نمونه ها پشت سر می گذارد. با این حال، انتظار می رود قرار گرفتن این آلیاژها در معرض غبار نمکی از اقیانوس ها باعث ایجاد خوردگی حفره ای و شکافی همراه با تغییر رنگ شدید شود. آلیاژ نوع 321 برای قرار گرفتن در معرض محیط های دریایی توصیه نمی شود.

جوشکاری

فولادهای زنگ نزن آستنیتی به عنوان جوش پذیرترین فولادهای پر آلیاژ در نظر گرفته می شوند و می توانند با تمام فرایندهای جوشکاری ذوبی و مقاومتی جوشکاری شوند.
دو نکته مهم در تولید اتصالات جوش در فولادهای زنگ نزن آستنیتی عبارتند از: (1) حفظ مقاومت در برابر خوردگی و (2) اجتناب از ترک خوردگی.

حفظ سطح عنصر تثبیت کننده موجود در نوع 321 در حین جوشکاری مهم است. نوع 321 بیشتر مستعد از دست دادن تیتانیوم است. برای جلوگیری از جذب کربن از روغن ها و سایر منابع و نیتروژن از هوا باید مراقب باشید. برای این گریدهای تثبیت شده و همچنین سایر آلیاژهای آستنیتی تثبیت نشده، روش های جوش که شامل توجه به تمیزی و محافظ گاز بی اثر خوب است توصیه می شود.

فلز جوش با ساختار کاملا آستنیتی بیشتر در معرض ترک خوردن در حین عملیات جوشکاری است. به همین دلیل، نوع 321 طوری طراحی شده است که با مقدار کمی فریت مجدداً جامد شود تا حساسیت به ترک خوردگی به حداقل برسد. فولادهای زنگ نزن تثبیت شده کلمبیوم نسبت به فولادهای زنگ نزن تثبیت شده تیتانیوم بیشتر مستعد ترک خوردگی داغ هستند.

فلزات پرکننده منطبق برای جوشکاری استیل تثبیت شده نوع 321 در دسترس هستند. آلیاژهای تثبیت شده ممکن است به سایر استیل یا فولادهای کربنی متصل شوند.

حرارت درمانی

تفاوت استیل 321 با 304

محدوده دمای بازپخت برای نوع 321 1800 تا 2000 درجه فارنهایت (928 تا 1093 درجه سانتیگراد) است. در حالی که هدف اصلی آنیل کردن، به دست آوردن نرمی و شکل پذیری بالا است، این فولاد همچنین ممکن است در محدوده بارش کاربید 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد)، بدون خطر خوردگی بین دانه ای بعدی، تنش زدایی شود. کرنش‌های تسکین‌دهنده تنها برای چند ساعت در محدوده 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتی‌گراد) باز پخت شوند، باعث کاهش قابل توجهی در مقاومت به خوردگی عمومی نمی‌شود، اگرچه گرمایش طولانی مدت در این محدوده باعث کاهش مقاومت به خوردگی عمومی می‌شود. تا حدی همانطور که تاکید شد، با این حال، بازپخت در محدوده دمایی 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد) منجر به حساسیت به حمله بین دانه ای نمی شود.
برای حداکثر شکل پذیری، محدوده بازپخت بالاتر از 1800 تا 2000 درجه فارنهایت (928 تا 1093 درجه سانتیگراد) توصیه می شود.

هنگام ساخت استیل کروم نیکل در تجهیزاتی که نیاز به حداکثر محافظت در برابر رسوب کاربید دارند که از طریق استفاده از یک درجه تثبیت شده به دست می آید، ضروری است که تشخیص داده شود که بین توانایی تثبیت کلمبیوم و تیتانیوم تفاوت وجود دارد. به این دلایل، درجه تثبیت و حفاظت حاصله ممکن است در هنگام استفاده از نوع 321 کمتر مشخص شود.

مقاومت استیل 321

هنگامی که حداکثر مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز است، ممکن است در نوع 321 لازم باشد از یک راه حل اصلاحی استفاده شود که به عنوان آنیل تثبیت کننده شناخته می شود. بسته به ضخامت، تا 1550 تا 1650 درجه فارنهایت (843 تا 899 درجه سانتیگراد) تا 5 ساعت گرم می شود. این محدوده بالاتر از محدوده ای است که در آن کاربیدهای کروم تشکیل می شود و به اندازه کافی زیاد است که باعث تفکیک و حل شدن هر چیزی شود که ممکن است قبلاً ایجاد شده باشد. علاوه بر این، دمایی است که در آن تیتانیوم با کربن ترکیب می شود و کاربردهای تیتانیوم بی ضرر را تشکیل می دهد. نتیجه این است که کروم به محلول جامد بازگردانده می شود و کربن به عنوان کاربیدهای بی ضرر با تیتانیوم ترکیب می شود.

عملیات حرارتی در یک اتمسفر اکسید کننده انجام می شود، اکسید باید پس از بازپخت در محلول رسوب زدایی مانند مخلوطی از اسیدهای نیتریک و هیدروفلوئوریک حذف شود. این اسیدها پس از تمیز کردن باید کاملاً از روی سطح شسته شوند.

تفاوت استیل 321 با 304