AISI 321Hステンレス鋼: プロパティのガイド, 製造 & 用途

AISI 321Hステンレス鋼は高炭素です, 極端な高温および腐食性環境のために構築されたチタン安定化オーステナイト合金. 標準からのステップアップです 321, クリープ抵抗と強度が強化されているため、発電所のトップピックを作ります, 製油所, および航空宇宙アプリケーション. このガイドは、あなたが知る必要があるすべてを分解します, そのコア仕様から実世界のユースケースまで, 情報に基づいた重要な選択をするのに役立ちます.

1. マテリアルの概要 & 重要な仕様

AISI 321Hを使用する前, その構成を理解することが重要です, 基準, および基本的なプロパティ. これらの詳細は、アプリケーションを成功させるための基盤を築きます.

化学組成 & 基準

TheAISI 321H組成 2つの重要な特性によって定義されます: a3210.04–0.10のh炭素範囲 % (標準321の≤0.08％炭素よりも高い) そして321Hチタン安定化 (0.10–0.50％チタン). この炭素ブーストは、高温強度を高めます, 一方、チタンは腐食を防ぎます. シングルはありません321H化学式-その代わり, グローバル基準に準拠しています:

• 321H UNS S32109 (統一番号システム)
• 321H ASTM A240 / 321H ASME SA-240 (プレート用, シート, とストリップ)
• 321H 1 1.4940 同等 (マッチングパフォーマンスの欧州標準)

物理的な & 機械的特性

AISI 321Hは、一貫した強度と安定性を提供します. 明確にするために、以下の表に重要なメトリックが整理されています:

日本の発電所, 例えば, 指定します321H ASTM A240 ボイラーヘッダー用のプレート - に依存しています 515 高圧を処理するためのMPA引張強度 700 °C温度.

2. 高温特性 & クリープ抵抗

AISI 321Hの最大の利点は、持続的な高熱の下でのパフォーマンスです. その高い炭素含有量により、クリープに対してはるかに耐性があります (遅い変形) 標準よりも 321.

重要な高温特性

• クリープ強度: The 321H 100,000時間のクリープ強度 (主要な業界のベンチマーク) 〜110 MPaです 650 °C-これは、変形せずに何十年も動作できることを意味します. 短い期間の場合, 321h短時間の引張 700 °C is ~300 MPa, 断続的な高温のタスクに十分です.
• 酸化抵抗: It resists rust and scaling up to 900 °C - 321H酸化抵抗 900 °C makes it ideal for furnace liners and exhaust systems. The 321H蒸気酸化速度 is also low (≤0.12mm/at 800 純粋な蒸気の°C).
• サービス制限: The 321H連続サービス制限 は 870 °C (ノンストップで使用します), そして 321H断続的なサービス制限 (短い熱バースト) は 980 °C.
• シグマ相リスク: 321H長期暴露後のH Sigma相の腹部 (600–800°Cの 1000+ 時間) 発生する可能性があります, しかし、これは適切な熱処理で回避可能です.

ケーススタディ: 使用されたヨーロッパの製油所321HシームレスチューブASTM A213 フレアスタック配管用 (で動作します 850 °C). 後 12 年, チューブは、精製所を備えたクリープや酸化を示しませんでした $200,000 交換費用.

3. 耐食性 & 安定化パフォーマンス

AISI 321Hは高耐熱性で知られています, その321Hチタン安定化 また、厳しい環境でも、耐食性が高くなります.

主要な腐食耐性特性

• 顆粒間腐食 (IGC) 免疫: チタンは炭素と結合してTICを形成します (炭化チタン), 穀物境界でのクロムの枯渇の防止. This gives 321H粒骨間腐食免疫 そして 321H溶接減衰予防 - ような緩和されていない合金に対する主要なアップグレード 304.
• その他の腐食タイプ: It resists 321H塩化物ストレス腐食亀裂 (海洋環境で一般的です) そして 321H大気腐食 (雨や湿気の多い気候には錆がありません). It also has decent 321H硫化抵抗 (製油所のアプリケーション用) そして 321H浸炭抵抗 (炉部品用).
• 321H対 321 腐食の比較: どちらも同様の腐食抵抗を提供します, しかし、321Hの高い炭素は錆と戦う能力を低下させません。熱と腐食のための「両方の世界のベスト」の選択肢を作ります.

米国. 化学プラントから切り替えられました 321 酸性反応器容器の場合は321hまで - 321H粒骨間腐食免疫 漏れを排除しました, そして、より高い炭素が処理されました 750 °C動作温度.

4. 熱処理 & 微細構造制御

適切な熱処理は、AISI 321Hの可能性を最大限に発揮するために不可欠です. 合金が強度を維持することを保証します, 腐食に抵抗します, そして、有害な段階を回避します.

主要な熱処理プロセス

• ソリューションアニーリング: 熱に加熱します 1040–1120°C, 30〜60分間保持します, その後、ウォータークエンチ. This dissolves unwanted carbides and restores a uniform austenitic structure—critical for 321Hカーバイド溶液処理.
• 安定化アニール: 熱に加熱します 870–900°C to ensure titanium fully reacts with carbon. このステップは、耐食性を高め、感作を防ぎます.
• 穀物サイズ制御: The 321H粒子サイズ制御ASTM 7 分 (粗い穀物) ASME基準で義務付けられています - 密接な粒子は高温でのクリープ抵抗を改善します.
• ホットワーキング: 使用 1150–900°C as the 321H高温作業温度 for forging or rolling. これにより、材料が延性を保ち、割れを避けます.

その他の考慮事項

• 感作の回避: 長期間にわたって450〜850°Cに暖房を避けてください - 321H感作温度回避 prevents chromium depletion.
• 残留応力緩和: 溶接または形成によるストレスを減らすために、450〜600°Cに加熱します. aを使用します 321H制御冷却速度 (ゆっくりと冷却) 反りを避けるため.

5. 溶接, 製造 & 機械加工ガイドライン

溶接と加工AISI 321Hは、その特性を保存するための簡単な調整が必要です. 成功のためにこれらのベストプラクティスに従ってください.

溶接のヒント

• 消耗品: 使用 321H溶接消耗品ER321 (TIG/ME溶接用) ベースメタルの炭素とチタンの含有量に合わせます. これにより、溶接は親素材と同じ高温強度を確保します.
• 予熱します & PWHT: 321H予熱温度 is typically not required for thicknesses up to 25 mm. 厚い部分の場合, 321H溶けた熱処理 (PWHT) (600–650°C) helps restore 321Hハズクリープ強度 (熱の影響を受けたゾーン) ストレスを和らげます.
• 321L対321H溶接の違い: 321Lは低炭素フィラーを使用します (ER321L), 321HにはER321が必要です - 間違ったフィラーを使用するとクリープ抵抗が減少します. また, 321Hは、ひび割れを避けるために遅い冷却が必要です.

機械加工 & 形にする

• 速度 & フィード: 321hの機械加工速度とフィード should be 10–15% lower than carbon steel. 例えば, use 80–100 m/min speed with 321Hツールライフコーティングカーバイド (ティアンコーティングは最適に機能します。).
• 形成性 & ねじれ: 321Hの形成制限 are similar to standard 321—deep drawing is possible with lubrication. のために 321H歪み制御, 溶接中にクランプを使用し、冷却を遅くします. 高温容器用, follow 321高温容器のH共同設計 (強度のための厚い溶接).

6. 製品フォーム, サイズ & サプライチェーン

AISI 321Hは、ほぼすべての高温プロジェクトに適合するために幅広いフォームで利用できます.

一般的な製品フォーム

• プレート: 321Hステンレス鋼プレートの厚さ 範囲から 3 mm to 200 mm, 含む 321H圧力容器プレート (高圧使用のためにASME SA-240に認定されています). 多くのサプライヤーが提供しています 321Hカスタムカットプレート 廃棄物を減らすため.
• パイプ & チューブ: 321Hパイプスケジュールチャート includes Schedule 40 スケジュールする 160; 321HシームレスチューブASTM A213 is used for boiler and superheater tubes.
• バー & フィッティング: 321Hラウンドバーストック (10 mm to 300 mm直径), 321Hフラットバーサイズ (5 mm x 20 mm to 20 mm x 100 mm), そして 321h鍛造フィッティング (肘, 配管用のティー).
• コイル: 321Hコイルサプライヤー provide coils (1000–3000 mm幅) 大規模な製造用.

サプライチェーンのヒント

一緒に働きます321hグローバルな仕掛け 迅速な配信を確保するために、多くの場合、一般的なサイズを保持します (例えば。, 6 MMプレート, 2-インチパイプ) 在庫あり. カスタムパーツ用, 経験のあるサプライヤーを選択してください321H圧力容器プレート 安全基準を満たすため.

Yigu Technologyの視点

Yiguテクノロジーで, 高熱と耐食性を必要とするクライアントには、AISI 321Hをお勧めします. ソース321H ASTM A240 プレートと321HシームレスチューブASTM A213 認定工場から, ASME/EN標準へのコンプライアンスを確保します. 発電所のクライアント向け, 優先順位を付けます321H 100,000時間のクリープ強度 長期的な信頼性を保証するためのテスト. また、私たちのチームは溶接についてアドバイスします321H溶接消耗品ER321 使用後の障害を回避するための鍵です. 耐久性があるプロジェクトの場合 600+ °Cが重要です, AISI 321Hは費用対効果が高い, メンテナンスの低い選択.

よくある質問

1. AISIの違いは何ですか 321 および321H?
   主な違いは炭素含有量です: 321 0.08％以下の炭素を持っています, 一方、321Hには0.04〜0.10％の炭素があります. これは作ります 321H高温強度 and creep resistance better than 321. 両方ともチタンの安定化があります (同様の腐食抵抗), しかし、321Hは長期的な高熱サービスに適しています.
2. 溶接前にAISI 321Hを予熱する必要がありますか？?
   いいえ-321H予熱温度 is not required for thicknesses up to 25 mm. 厚い部分の場合 (以上 25 mm), 低予熱 (100–150°C) ひび割れのリスクを減らすことができます. Always use 321H溶接消耗品ER321 and optional PWHT to restore HAZ strength.
3. AISI 321Hは海洋環境で使用できますか?
   はい - its 321H塩化物ストレス腐食亀裂抵抗 makes it suitable for marine parts like exhaust elbows. しかし, 316Tiまたは317Lは、完全に水没した部品の方が適しています (より多くのモリブデンはピットに抵抗します). 高耐熱性も必要な海洋部品には321Hを使用してください (例えば。, エンジン排気).