AISI 321 Acier inoxydable: Propriétés, Fabrication & Guide des applications industrielles

AISI 321 L'acier inoxydable est un alliage austénitique stabilisé en titane, célèbre pour sa résistance aux températures élevées et à la corrosion intergranulaire. Que vous concevez des échappements d'avion ou des réacteurs chimiques, Les traits uniques de ce matériau résolvent les défis communs comme la décomposition de la soudure et la déformation de fluage. Ce guide décompose ses spécifications, performance, et utilise - avec des exemples du monde réel pour vous aider à l'appliquer efficacement.

1. Aperçu du matériel & Spécifications clés

Comprendre les propriétés principales de l'AISI 321 est essentielle pour la choisir pour votre projet. Ci-dessous est une ventilation claire de sa composition, normes, et traits mécaniques.

Composition chimique & Normes

LeAISI 321 composition Comprend 17 à 19% de chrome, 9–12% nickel, et 0,10 à 0,50% de titane - ce321 stabilisation du titane est ce qui le distingue de la norme 304. Il n'y a pas321 formule chimique en acier inoxydable; plutôt, Il suit les normes mondiales pour assurer la cohérence:

• 321 US S32100 (Système de numérotation unifiée)
• 321 ASTM A240 / 321 ASME SA-240 (pour les assiettes, feuilles, et les bandes)
• 321 DANS 1.4541 équivalent (Norme européenne pour les performances de correspondance)

Physique & Propriétés mécaniques

AISI 321 offre une force et une stabilité fiables. Les mesures clés sont indiquées dans le tableau ci-dessous:

A U.S. fabricant d'avions, Par exemple, usages321 ASTM A240 Feuilles pour composants du moteur - ils comptent sur le 205 Force d'élasticité MPA pour gérer les vibrations et la chaleur pendant le vol.

2. À haute température & Résistance à l'oxydation

La plus grande force de l'AISI 321 est ses performances sous la chaleur extrême. Il surpasse de nombreux alliages dans un service à haute température à long terme.

Traits critiques à haute température

• Résistance à l'oxydation: It resists rust and scaling up to 900 ° C-321 résistance à l'oxydation jusqu'à 900 ° C makes it ideal for furnace parts and exhaust systems.
• Force de fluage: Le 321 1000-Force de fluage d'heure is ~150 MPa at 600 ° C, ce qui signifie qu'il ne se déformera pas facilement sous un stress à long terme. Pour référence, 321 Données de rupture de fluage shows it can last 10,000+ des heures de 700 ° C sous des charges légères.
• Limites de service: Le 321 limite de service continue est 870 ° C, et le 321 Limite de service intermittent (courtes rafales de chaleur) est 980 ° C.
• Risque de phase sigma: 321 Formation de phase Sigma (une phase fragile) peut se produire s'il est chauffé à 600–800 ° C pendant des mois, mais cela est rare dans la plupart des utilisations industrielles.

Une étude de cas: Une raffinerie européenne installée321 piles d'évasion de raffinerie (opérant à 850 ° C). Après 8 années, Les piles n'ont montré aucun signe d'oxydation ou de fluage, Économiser la raffinerie des remplacements coûteux.

3. Résistance à la corrosion & Avantages de stabilisation

Le321 stabilisation du titane n'est pas seulement pour une chaleur élevée - elle rend également l'alliage très résistant à la corrosion, en particulier la corrosion intergranulaire (IGC).

Traits clés résistants à la corrosion

• Résistance à la corrosion intergranulaire: 321 résistance à la corrosion intergranulaire comes from titanium binding with carbon to form TiC (carbure de titane). Cela empêche l'épuisement du chrome aux joints de grains, stopping 321 Immunité de décomposition de soudure (un problème commun dans les alliages non stabillisés comme 304).
• Piqûres & Corrosion de contrainte: 321 piqûres corrosion vs 304 is a clear win—321 resists small holes (piqûres) dans les environnements salés ou acides mieux. It also has strong 321 Résistance à la fissuration de la corrosion des contraintes de chlorure, Le rendre adapté aux pièces marines.
• Performance chimique: 321 Performance d'acide sulfurique is solid (résiste à l'acide sulfurique dilué jusqu'à 60 ° C), et le 321 taux de corrosion d'eau de mer is ≤0.01 mm/year (tested per 321 Test de pulvérisation saline ASTM B117).
• 321 VS 304L Corrosion Comparaison: 304L est moins cher mais échoue plus rapidement dans des réglages de chaleur ou acides - 321 dure 2 à 3 fois plus longtemps dans ces conditions.

Une usine de transformation des aliments en Asie est passée de 304L à 321 pour les réservoirs acides -321 résistance à la corrosion intergranulaire Élimination des fuites de réservoir, Réduction des coûts d'entretien de 50%.

4. Traitement thermique & Contrôle de la microstructure

Un traitement thermique approprié garantit AISI 321 maintient sa force et sa résistance à la corrosion. L'objectif est de contrôler la taille des grains et d'éviter les phases nocives.

Processus de traitement thermique essentiels

• Recuit de solution: Chauffer 950–1100 ° C, tenir 30 à 60 minutes, puis à coucher à l'eau. Cela dissout les carbures indésirables et restaure une structure austénitique uniforme.
• Stabilisation de l'origine: Chauffer 870–900 ° C to ensure titanium fully reacts with carbon—this enhances 321 Évitement des précipitations en carbure.
• Travail chaud: Utiliser 321 Température de travail à chaud 1150–900 ° C for forging or rolling—this keeps the material ductile.
• Contrôle de la taille des grains: Le 321 Taille des grains ASTM 5–8 (grains plus fins = résistance plus élevée) est requis par des normes comme ASME SA-240.

Autres considérations

• Travail au froid: 321 Perméabilité magnétique de travail à froid increases slightly (Mais il reste principalement non magnétique).
• Soulagement résiduel du stress: Chauffer à 450–600 ° C pour réduire les contraintes du soudage ou de la formation - cela empêche la déformation.

5. Soudage, Fabrication & Directives d'usinage

AISI de soudage et d'usinage 321 est simple, Mais suivre les meilleures pratiques préserve ses propriétés.

Conseils de soudage

• Métal de remplissage: Utiliser 321 remplissage en métal ER321 to match the base metal’s titanium content—this keeps the weld corrosion-resistant.
• Préchauffer & Pwht: 321 Aucun préchauffage requis for most thicknesses (jusqu'à 25 MM). 321 Traitement thermique de stabilisation après le soudage (870–900 ° C) est facultatif mais recommandé pour les pièces épaisses pour améliorer la stabilité.
• Paramètres: Pour 321 Paramètres de soudage TIG, Utilisez 120–160 ampères, 10–14 volts, et le gaz de blindage argon. This ensures a clean weld with 321 Haz sensibilisation gratuite (Pas de corrosion intergranulaire dans la zone touchée par la chaleur).

Usinage & Formation

• Vitesses & Aliments: 321 Vitesses et flux d'usinage should be 10–15% lower than carbon steel. Par exemple, use 80–100 m/min speed with 321 La vie de l'outil avec des inserts en carbure (dure 2x plus longtemps que les outils non revêtus).
• Formabilité: 321 Dessin profond de formabilité works well for parts like expansion bellows—just use oil lubrication to avoid scratches.
• Contrôle de la distorsion: 321 techniques de contrôle de la distorsion (Par exemple, serrage pendant le soudage, refroidissement lent) Gardez les pièces fidèles à la taille. Pour les navires sous pression, follow 321 Conception conjointe pour les navires sous pression standards to ensure safety.

6. Formulaires de produit, Tailles & Chaîne d'approvisionnement

AISI 321 est disponible dans une large gamme de formes pour s'adapter à différents projets, des petites tiges aux grandes assiettes.

Formulaires de produit communs

• Assiettes & Feuilles: 321 épaisseurs de plaque en acier inoxydable varier de 3 mm à 200 MM; 321 graphique de jauge en feuille includes 16 jauge (1.5 MM) à 1/2 pouce (12.7 MM) à usage architectural ou industriel.
• Tuyaux & Bars: 321 Pipe sans couture ASTM A312 (pour une tuyauterie à haute pression), 321 Bars de la barre ronde (10 mm à 300 diamètre mm), et 321 tailles d'angle (20×20 mm à 100×100 MM).
• Formulaires de spécialité: 321 Largeurs de fente de bobine (10 mm à 1250 MM), 321 Tolérances de barres plates (± 0,1 mm pour la précision), 321 Fournisseurs à barres creuses (Pour les pièces légères), et 321 motifs de feuille perforées (pour filtration).

Conseils de chaîne d'approvisionnement

Travailler avec des fournisseurs qui offrent321 pièces de redoutage personnalisées pour des pièces uniques (Par exemple, logements de turbocompresseur). Beaucoup321 Grades de tige filetés sont également disponibles - grade choose 1 pour une utilisation générale et une note 2 pour les applications à haute résistance.

7. Applications de l'industrie & Cas d'utilisation

La polyvalence de l'AISI 321 en fait un choix de premier plan dans toutes les industries. Voici quelques utilisations courantes:

• Aérospatial: 321 systèmes d'échappement d'avion poignée 800+ ° C chaleur et résister à la corrosion du carburant à jet.
• Automobile: 321 boîtiers de turbocompresseur automobile stand up to hot exhaust gases (Pas de fluage ni de fissuration).
• Traitement chimique: 321 réacteurs de traitement chimique resist acids and high temperatures—ideal for making fertilizers or plastics.
• Production d'électricité: 321 tuyauterie de centrales électriques et 321 Tubes d'échangeur de chaleur operate reliably in steam and high-pressure environments.
• Utilisations spécialisées: 321 internes du réacteur nucléaire (Résister aux rayonnements et à la corrosion) et 321 revêtements de fourneaux (poignée 900 ° C chaleur continue).

Un vrai exemple: A U.S. centrale électrique remplacée 304 tuyaux321 Pipe sans couture ASTM A312-le 321 Les tuyaux ont duré 15 années (contre. 5 des années pendant 304), réduire les temps d'arrêt de 70%.

Perspective de la technologie Yigu

À la technologie Yigu, Nous recommandons AISI 321 pour les clients qui ont besoin d'une forte résistance à la chaleur et à la corrosion. Nous achetons321 ASTM A240 plaques et321 Pipe sans couture ASTM A312 des moulins certifiés, Assurer la conformité aux normes mondiales. Pour les clients aérospatiaux et automobiles, Nous priorisons321 stabilisation du titane Vérification pour éviter la désintégration de la soudure. Notre équipe conseille également sur le traitement thermique -321 recuit de solution 950–1100 ° C est la clé pour des performances maximales. Pour les projets où la durabilité et la sécurité sont importantes, AISI 321 est un rentable, choix durable.

FAQ

1. Quelle est la différence entre AISI 321 et 316ti?
   321 utilise le titane pour la stabilisation (meilleure résistance à haute température jusqu'à 900 ° C), tandis que 316ti ajoute du molybdène (Résistance à la corrosion supérieure dans les environnements de chlorure comme l'eau de mer). 321 est meilleur pour les pièces de chaleur aérospatiale / automobile, tandis que 316ti excelle dans les environnements marins ou chimiques.
2. Dois-je préchauffer AISI 321 Avant le soudage?
   Non-321 Aucun préchauffage requis for most thicknesses (jusqu'à 25 MM). Le titane stabilise la soudure, Vous évitez donc la corrosion intergranulaire sans préchauffer. Préchauffer uniquement si le soudage des pièces extrêmement épaisses (sur 25 MM) Pour réduire le risque de fissuration.
3. Peut-on aisi 321 être utilisé dans l'eau de mer?
   Yes—its 321 taux de corrosion d'eau de mer is very low (≤0,01 mm / an). Cependant, 316Ti ou 317L sont meilleurs pour une utilisation à long terme de l'eau de mer (Plus de molybdène résiste aux piqûres). Utiliser 321 Pour les pièces d'eau de mer qui ont également besoin d'une résistance à la chaleur élevée (Par exemple, coudes d'échappement marins).