AISI 321H en acier inoxydable: Un guide des propriétés, Fabrication & Usages

L'acier inoxydable AISI 321H est un carbone élevé, Alliage austénitique stabilisé en titane conçu pour des environnements à haute température et corrosifs extrêmes. C'est un pas en place de Standard 321, Avec une résistance et une résistance au fluage améliorées - faire un choix supérieur pour les centrales électriques, raffineries, et applications aérospatiales. Ce guide décompose tout ce que vous devez savoir, De ses spécifications principales aux cas d'utilisation du monde réel, pour vous aider à faire des choix de matériel éclairé.

1. Aperçu du matériel & Spécifications clés

Avant d'utiliser AISI 321h, il est essentiel de comprendre sa composition, normes, et propriétés de base. Ces détails jettent les bases d'une application réussie.

Composition chimique & Normes

LeComposition AISI 321H est défini par deux traits clés: un321H Plage de carbone de 0,04–0,10 % (plus élevé que le carbone de 321 standard ≤0,08%) et321H stabilisation du titane (0.10–0,50% de titane). Ce boost de carbone améliore la résistance à haute température, tandis que le titane empêche la corrosion. Il n'y a pas321H Formule chimique-plutôt, il adhère aux normes mondiales:

• 321H UNS S32109 (Système de numérotation unifiée)
• 321H ASTM A240 / 321H asme sa-240 (pour les assiettes, feuilles, et les bandes)
• 321H un 1.4940 équivalent (Norme européenne pour les performances de correspondance)

Physique & Propriétés mécaniques

AISI 321H offre une force et une stabilité cohérentes. Des mesures clés sont organisées dans le tableau ci-dessous pour plus de clarté:

Une centrale japonaise, Par exemple, spécifier321H ASTM A240 plaques pour les en-têtes de chaudière - ils comptent sur le 515 Résistance à la traction MPA pour gérer la haute pression et 700 ° C Températures.

2. Propriétés à haute température & Résistance au fluage

Le plus grand avantage de l'AISI 321H est ses performances sous une chaleur élevée soutenue. Sa teneur en carbone plus élevée le rend beaucoup plus résistant au fluage (déformation lente) que standard 321.

Traits critiques à haute température

• Force de fluage: Le 321H Force de fluage de 100 000 heures (un benchmark clé de l'industrie) est ~ 110 MPa à 650 ° C - Cela signifie qu'il peut fonctionner pendant des décennies sans se déformer. Pour des durées plus courtes, 321H Tensile de courte durée à 700 ° C is ~300 MPa, Assez pour les tâches intermittentes à haute teneur.
• Résistance à l'oxydation: It resists rust and scaling up to 900 ° C-321H Résistance à l'oxydation jusqu'à 900 ° C makes it ideal for furnace liners and exhaust systems. Le 321H Taux d'oxydation de la vapeur is also low (≤0,12 mm / an à 800 ° C en vapeur pure).
• Limites de service: Le 321H Limite de service continu est 870 ° C (pour une utilisation sans arrêt), et le 321H Limite de service intermittent (Éclatements de chaleur courtes) est 980 ° C.
• Risque de phase sigma: 321Embrimance de la phase Sigma après une exposition à long terme (600–800 ° C pour 1000+ heures) peut se produire, Mais cela est évitable avec un traitement thermique approprié.

Une étude de cas: Une raffinerie européenne utilisée321H Tube sans couture ASTM A213 pour la tuyauterie de pile d'évasion (opérant à 850 ° C). Après 12 années, Les tubes n'ont montré ni fluage ni oxydation - économiser la raffinerie $200,000 en frais de remplacement.

3. Résistance à la corrosion & Performance de stabilisation

Tandis que l'AISI 321H est connu pour une forte résistance à la chaleur, c'est321H stabilisation du titane le rend également hautement résistant à la corrosion - même dans des environnements difficiles.

Traits clés résistants à la corrosion

• Corrosion intergranulaire (IGC) Immunité: Le titane se lie au carbone pour former tic (carbure de titane), Prévenir l'épuisement du chrome aux joints de grains. This gives 321H Immunité de corrosion intergranulaire et 321H Prévention de la carie de soudure- une mise à niveau majeure sur les alliages non stabillisés comme 304.
• Autres types de corrosion: It resists 321H Corrosion du chlorure Corrosion Cracking (commun en milieu marin) et 321H Corrosion atmosphérique (Pas de rouille dans les climats pluvieux ou humides). It also has decent 321H Résistance à la sulfuration (pour les applications de raffinerie) et 321H Résistance à la carburation (pour les pièces de la fournaise).
• 321H VS 321 comparaison de corrosion: Les deux offrent une résistance à la corrosion similaire, Mais le carbone plus élevé de 321H ne réduit pas sa capacité à lutter contre la rouille, ce qui en fait un choix «meilleur des deux mondes» pour la chaleur et la corrosion.

A U.S. une usine chimique est passée de 321 à 321h pour les vaisseaux réacteurs acides -321H Immunité de corrosion intergranulaire Élimination des fuites, Et le carbone plus élevé a géré le 750 ° C Température de fonctionnement.

4. Traitement thermique & Contrôle microstructural

Un traitement thermique approprié est essentiel pour débloquer le plein potentiel d'AISI 321H. Il garantit que l'alliage maintient la force, résiste à la corrosion, et évite les phases nocives.

Processus de traitement thermique clés

• Recuit de solution: Heat to 1040–1120 ° C, tenir 30 à 60 minutes, puis à coucher à l'eau. This dissolves unwanted carbides and restores a uniform austenitic structure—critical for 321H Traitement de la solution en carbure.
• Stabilisation de l'origine: Heat to 870–900 ° C to ensure titanium fully reacts with carbon. Cette étape améliore la résistance à la corrosion et empêche la sensibilisation.
• Contrôle de la taille des grains: Le 321H Contrôle de la taille des grains ASTM 7 min (grains plus grossiers) est requis par les normes ASME - les grains de poudas améliorent la résistance au fluage à des températures élevées.
• Travail chaud: Utiliser 1150–900 ° C as the 321H Température de travail chaude for forging or rolling. Cela maintient le matériau ductile et évite la fissuration.

Autres considérations

• Évitement de sensibilisation: Évitez le chauffage à 450–850 ° C pendant de longues périodes -321H Évitement de la température de sensibilisation prevents chromium depletion.
• Soulagement résiduel du stress: Chauffer à 450–600 ° C pour réduire les contraintes du soudage ou de la formation. Utiliser un 321H Taux de refroidissement contrôlé (refroidissement lent) Pour éviter la déformation.

5. Soudage, Fabrication & Directives d'usinage

Soudage et usinage AISI 321H nécessitent des ajustements simples pour préserver ses propriétés. Suivez ces meilleures pratiques de réussite.

Conseils de soudage

• Consommables: Utiliser 321H Consommables de soudage ER321 (Pour le soudage Tig / Me) Pour correspondre au contenu du carbone et du titane du métal de base. Cela garantit que la soudure a la même résistance à haute température que le matériau parent.
• Préchauffer & Pwht: 321H Température de préchauffage is typically not required for thicknesses up to 25 MM. Pour les pièces plus épaisses, 321H Traitement thermique après le soudage (Pwht) (600–650 ° C) helps restore 321H Haz Haz Strength (zone touchée par la chaleur) et soulager le stress.
• 321L VS 321H Différences de soudage: 321L utilise un remplissage à faible teneur en carbone (ER321L), tandis que 321h a besoin de ER321 - l'utilisation du mauvais remplissage réduit la résistance au fluage. Aussi, 321H nécessite un refroidissement plus lent pour éviter de se fissurer.

Usinage & Formation

• Vitesses & Aliments: 321H Vitesses et flux d'usinage should be 10–15% lower than carbon steel. Par exemple, use 80–100 m/min speed with 321H Tool en carbure revêtu (Les revêtements Tialn fonctionnent le mieux - ils durent 2x plus longs que les outils non couchés).
• Formabilité & Distorsion: 321H Limites de formabilité are similar to standard 321—deep drawing is possible with lubrication. Pour 321H Contrôle de la distorsion, Utiliser le serrage pendant le soudage et le refroidissement lent. Pour les navires à haute température, follow 321H Conception conjointe pour les navires à haute température (soudures plus épaisses pour la résistance).

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

AISI 321H est disponible sous une large gamme de formes pour s'adapter à presque tous les projets à haute température.

Formulaires de produit communs

• Assiettes: 321H Épaisses de plaques en acier inoxydable varier de 3 mm à 200 MM, y compris 321H Plaque de récipient à pression (certifié sur ASME SA-240 pour une utilisation à haute pression). De nombreux fournisseurs proposent 321H Plaque de coupe personnalisée Pour réduire les déchets.
• Tuyaux & Tubes: 321H Tableau de planification des tuyaux H includes Schedule 40 pour planifier 160; 321H Tube sans couture ASTM A213 is used for boiler and superheater tubes.
• Bars & Raccords: 321H Stock de la barre ronde (10 mm à 300 diamètre mm), 321H Tailles de barres plates (5 mm x 20 mm à 20 mm x 100 MM), et 321H RACKING FORGED (coudes, t-shirts pour la tuyauterie).
• Bobine: 321H Fournisseurs de bobines provide coils (1000–3000 mm de largeur) pour une fabrication à grande échelle.

Conseils de chaîne d'approvisionnement

Travailler avec321H Banquiers mondiaux Pour assurer une livraison rapide - de nombreuses tailles communes (Par exemple, 6 plaque MM, 2-pipe de pouces) en stock. Pour les pièces personnalisées, Choisissez des fournisseurs avec de l'expérience dans321H Plaque de récipient à pression Pour répondre aux normes de sécurité.

Perspective de la technologie Yigu

À la technologie Yigu, Nous recommandons AISI 321H pour les clients ayant besoin d'une forte chaleur et d'une résistance à la corrosion. Nous achetons321H ASTM A240 plaques et321H Tube sans couture ASTM A213 des moulins certifiés, Assurer la conformité aux normes ASME / EN. Pour les clients de la centrale électrique, Nous priorisons321H Force de fluage de 100 000 heures tests pour garantir la fiabilité à long terme. Notre équipe conseille également sur le soudage - en utilisant321H Consommables de soudage ER321 est la clé pour éviter les échecs post-soudages. Pour les projets où la durabilité 600+ ° C est important, AISI 321H est un, Choix à faible entretien.

FAQ

1. Quelle est la différence entre AISI 321 et 321h?
   La principale différence est le contenu du carbone: 321 a ≤ 0,08% de carbone, tandis que 321h a 0,04 à 0,10% de carbone. This makes 321H Résistance à haute température and creep resistance better than 321. Les deux ont une stabilisation du titane (Si une résistance à la corrosion similaire), Mais 321h est meilleur pour un service à long terme.
2. Dois-je préchauffer AISI 321h avant de souder?
   Non-321H Température de préchauffage is not required for thicknesses up to 25 MM. Pour les pièces plus épaisses (sur 25 MM), un préchauffage faible (100–150 ° C) peut réduire le risque de fissuration. Always use 321H Consommables de soudage ER321 and optional PWHT to restore HAZ strength.
3. Peut-il être utilisé dans les environnements marins?
   Yes—its 321H Résistance à la corrosion des contraintes de chlorure makes it suitable for marine parts like exhaust elbows. Cependant, 316Ti ou 317L sont meilleurs pour les pièces entièrement submergées (Plus de molybdène résiste aux piqûres). Utilisez 321h pour les pièces marines qui ont également besoin d'une résistance à la chaleur élevée (Par exemple, Échappement du moteur).