Właściwości mechaniczne i spawalność stali nierdzewnej SUS321

Dlaczego musimy zrozumieć właściwości mechaniczne i spawalność stali nierdzewnej SUS321?

W scenariuszach przemysłowych, w których splecione są wysoką temperaturę, korozję i naprężenie złożone, stal nierdzewna SUS321 (1CR18NI10TI) stała się kluczowym materiałem dla rurociągów chemicznych, sprzętu do oczyszczania cieplnego i komponentów lotniczych ze względu na projekt stabilizacji tytanu.
Jednak zalety wydajności stali nierdzewnej SUS321 są wysoce zależne od precyzyjnej kontroli właściwości mechanicznych i spawania - ta pierwsza określa niezawodność materiału pod obciążeniami o wysokiej temperaturze, a drugi bezpośrednio wpływa na przetwarzanie i bezpieczeństwo strukturalne. Z perspektywy zastosowania inżynieryjnego w tym artykule analizuje techniczną konotację i praktyczne znaczenie dwóch podstawowych wyników oraz stanowi podstawę decyzyjnego wyboru materiałów przemysłowych, projektowania procesów i kontroli jakości.

 

Właściwości mechaniczne ze stali nierdzewnej SUS321

SUS321 (odpowiadający krajowi standardowi 06CR18NI11TI) to austenityczna stal nierdzewna. Dodając tytan (TI) w celu stabilizacji węglików, ma doskonałą wytrzymałość na wysoką temperaturę i odporność na korozję międzykrystaliczną.
Wytrzymałość na rozciąganie (σB): większa lub równa 520 MPa (stan leczony roztwór)
Wspólnota plastyczna (σ 0. 2): większa lub równa 205 MPa (stan leczony rozwiązaniem)
Wydłużenie (δ5): większe lub równe 40% (dobra plastyczność i wytrzymałość, łatwy do zimna proces)
Twardość: mniejsza lub równa 187 HB (stan wyżarzonego), odpowiedni do scen wymagających późniejszego przetwarzania, takich jak spawanie i zginanie
Wydajność wysokiej temperatury: przy użyciu przez długi czas w stopniu 500-700 odporność na pełzanie jest lepsza niż 304 stal nierdzewna, a maksymalna oporność temperatury może osiągnąć 850 stopni (krótkoterminowa temperatura szczytowa), która jest odpowiednia dla części strukturalnych w środowiskach o wysokiej temperaturze.

SUS321 Spawalność ze stali nierdzewnej

SUS321 Stal nierdzewna ma dobrą spawalność. Tytan (Ti większy lub równy 5 x c%) może preferencyjnie łączyć się z węglem z wytworzeniem stabilnego węgliku tytanu (TIC), unikając wytrącania się węglików chromowych (CR23C6) na granicach ziarna, co znacznie zmniejszając ryzyko korozji międzygranowej w ogrzewaniu dotkniętym ogniem (Haz) powleczenia.
Obowiązujące metody spawania: spawanie TIG, spawanie MIG i ręczne spawanie łukowe (SMAW) mają zastosowanie. Zaleca się zastosowanie procesu wprowadzania niskiego ciepła w celu zmniejszenia zgrubienia ziarna i stężenia naprężeń.
Wybór materiałów spawalniczych: Konieczne jest dopasowanie materiałów wypełniających zawierających tytan lub niobium (NB) (takie jak drut spawalniczy ER347, pręt spawalniczy E347), aby uniknąć opadów węglików w obszarze spoiny, co prowadzi do zmniejszenia odporności na korozję.
Leczenie przed spustami/po spodziewaniu:
Przed spawaniem nie jest wymagane podgrzewanie, ale jeśli przedmiot obrabia jest gruby lub temperatura otoczenia jest niska, można go umiarkowanie podgrzewać do stopnia 100-150, aby zmniejszyć ryzyko pęknięć zimnych.
Zasadniczo obróbka cieplna nie jest wymagana po spawaniu, ale w przypadku zastosowań o wyjątkowo wysokich wymaganiach dotyczących oporności na korozję zaleca się szybkie chłodzenie stopnia rozwiązania (1000-1100 stopień) w celu przywrócenia jednorodności materiału.
Uwaga: Unikaj zanieczyszczenia ferrytu podczas spawania (takiego jak kontakt z narzędziami ze stali węglowej) w celu zapobiegania korozji międzykroczkowej i pęknięcia korozji naprężenia; Kontroluj temperaturę międzywarstwową mniejszą lub równą 150 stopni w celu zmniejszenia zgrubienia ziarna spowodowanego przez wejście cieplne.