Skip to main content
วัสดุ·3 นาทีในการอ่าน·

SS 321 (1.4541): องค์ประกอบเคมี คุณสมบัติ และการใช้ที่อุณหภูมิสูง

คำตอบด่วน

Quick Answer

SS 321 (EN 1.4541) เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิทิกเสถียรไทเทเนียม การเติมไทเทเนียม (≥ 5 เท่าของปริมาณคาร์บอน) จะรวมกับคาร์บอนโดยชอบ ป้องกันการก่อตัวของคาร์ไบด์โครเมียม และขจัดความไวต่อการเชื่อม และการใช้งานที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน เป็นเกรดที่ต้องการของตระกูล 304 สำหรับการใช้งานที่สูงกว่า 425 °C

ภาพรวม

เกรด 321 ได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง โดยความเสี่ยงจากความไวต่อคาร์บอนไม่สามารถจัดการได้ด้วยการลดปริมาณคาร์บอนให้ต่ำลง (เช่นใน 304L/316L) ต่างจากเกรด L ซึ่งปราบความไวโดยการจำกัดคาร์บอน 321 จะขจัดคาร์บอนที่มีอยู่โดยการเติมไทเทเนียม ไทเทเนียมมีความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งต่อคาร์บอนมากกว่าโครเมียม ดังนั้น TiC จึงก่อตัวโดยชอบ ทำให้โครเมียมอยู่ในสารละลายในเมทริกซ์

กลไกนี้ — การทำให้เสถียร — ทำให้ 321 เหมาะสมโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ:

  • ส่วนประกอบที่สัมผัสอย่างต่อเนื่องกับช่วงความไว 425–860 °C
  • ส่วนหนาที่ซึ่งการป้อนความร้อนและการระบายความร้อนช้าหลีกเลี่ยงไม่ได้
  • การใช้งานที่ต้องการความต้านทานการไหลที่ดีกว่า 304/316 มาตรฐาน

มาตรฐานยุโรปที่เทียบเท่า คือ 1.4541 ในการใช้งานรหัส ASME ปรากฏเป็น SA-240 Type 321


องค์ประกอบเคมี — SS 321 / 1.4541

ธาตุASTM A240 Type 321EN 1.4541
คาร์บอน (C)≤ 0.08≤ 0.08
แมงกานีส (Mn)≤ 2.00≤ 2.00
ซิลิคอน (Si)≤ 0.75≤ 1.00
ฟอสฟอรัส (P)≤ 0.045≤ 0.045
กำมะถัน (S)≤ 0.030≤ 0.015
โครเมียม (Cr)17.0 – 19.017.0 – 19.0
นิเกิล (Ni)9.0 – 12.09.0 – 12.0
ไทเทเนียม (Ti)≥ 5×C, ≤ 0.705×(C+N) min, ≤ 0.70
ไนโตรเจน (N)≤ 0.11

ค่าต่ำสุดของไทเทเนียมแสดงเป็นผลคูณของปริมาณคาร์บอน (และบางครั้งไนโตรเจน) แทนที่จะเป็นค่าคงที่ MTC ต้องรายงานปริมาณ Ti ที่แท้จริงเพื่อให้สามารถตรวจสอบอัตราส่วนนี้ได้


คุณสมบัติทางกล — SS 321 (เหล็กแผ่นอบชุบ)

คุณสมบัติASTM A240 Type 321EN 1.4541 (+A)
ความต้านทานการดึงสูงสุด (UTS)515 MPa (75 ksi)500 – 730 MPa
ลิมิตพิสูจน์ 0.2% (YS)205 MPa (30 ksi)190 MPa
ความยืดหยุ่นใน 50 mm40 %40 %
ความแข็ง (สูงสุด)217 HBW / 95 HRB215 HBW

ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง

หนึ่งในข้อดีหลักของ 321 คือการรักษาความแข็งแรงทางกลที่อุณหภูมิสูง:

อุณหภูมิ0.2% YS (โดยประมาณ)
200 °C~140 MPa
400 °C~115 MPa
600 °C~95 MPa
700 °C~75 MPa

ความครอบคลุมของมาตรฐาน

มาตรฐานรูปแบบผลิตภัณฑ์การกำหนด
ASTM A240เหล็กแผ่น แผ่น แถบType 321
ASTM A276แท่งและรูปร่างType 321
ASTM A312ท่อไร้รอยต่อและเชื่อมTP321
ASTM A182การ锻造ทำให้F321
ASME SA-240เหล็กแผ่นภาชนะทนความดันType 321
EN 10088-2ผลิตภัณฑ์แบน1.4541
EN 10028-7ผลิตภัณฑ์แบนของภาชนะทนความดัน1.4541

การใช้งาน

เกรด 321 ถูกระบุไว้เมื่อคาดว่าจะมีการสัมผัสที่ยาวนาน กับช่วงอุณหภูมิความไว:

  • ท่อส่งอากาศ เครื่องบิน และส่วนประกอบเครื่องยนต์เจ็ท — แรงจูงใจเดิมสำหรับการพัฒนา 321
  • การผลิตไฟฟ้า — ส่วนหัวน้ำไอ ท่อเสริม และอุปกรณ์กู้คืนความร้อน
  • เสื้อผ้าเตาป้อมน้ำมันและท่อตัวเร่งปฏิกิริยา
  • เครื่องปฏิกรณ์เคมีอุณหภูมิสูง — ที่อบชุบหลังเชื่อมไม่ได้ผล
  • ท่อคลื่น และข้อต่อขยายได้ ในท่อลมอุณหภูมิสูง

321 vs 316L สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

ปัจจัย321316L
กลไกการป้องกันความไวการทำให้เสถียรไทเทเนียมคาร์บอนต่ำ
การใช้งานอย่างต่อเนื่องที่ 500–800 °Cต้องการไม่แนะนำ
การเชื่อมระยะสั้น การใช้งานอุณหภูมิห้องขากินต้องการ
ความต้านทานการกัดกร่อนจากคลอไรด์คล้ายกันคล้ายกัน
ต้นทุนพรีเมียม (เพิ่มเติม Ti)ต่ำกว่า

Ready to automate your certificate workflow?

Try TestCert free

คำถามที่พบบ่อย

ทำไมค่าต่ำสุดของไทเทเนียมจึงแสดงเป็นผลคูณของคาร์บอนแทนที่จะเป็นเปอร์เซ็นต์ที่กำหนด?

เพราะจุดประสงค์ของไทเทเนียมคือการบริโภคคาร์บอนที่มีอยู่โดยเฉพาะ หากคาร์บอนอยู่ที่ระดับสูงสุด (0.08%) จำเป็นต้องใช้ไทเทเนียมมากกว่าหากคาร์บอนอยู่ที่ค่าต่ำกว่า (เช่น 0.04%) การแสดงค่าต่ำสุดเป็น 5×C ช่วยให้มั่นใจว่าสโตอิชิโอเมตรีของการสำเร็จการทำความสะอาดจะเป็นไปตามที่ตกลงกันไว้เสมอ โดยไม่คำนึงถึงระดับคาร์บอนที่แท้จริงในความร้อนที่กำหนด

สามารถใช้ 321 ที่อุณหภูมิเย็นสุดขั้ว ได้หรือไม่?

ใช่ เช่นเดียวกับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิทิกทั้งหมด 321 จะรักษาความเหนียวและความแข็งแรงที่อุณหภูมิเย็นสุดขั้ว อย่างไรก็ตาม มูลค่าเพิ่มหลักของมันอยู่ที่อุณหภูมิสูง สำหรับการใช้งานเย็นสุดขั้วล้วน 304L หรือ 316L เป็นตัวเลือกที่คุ้มค่ากว่าเพราะการทำให้เสถียรไทเทเนียมไม่จำเป็นที่อุณหภูมิต่ำ

ควรใช้โลหะตัวเติมใดเมื่อเชื่อม 321?

โลหะตัวเติมที่ต้องการคือ ER321 (ที่มีไทเทเนียม) เพื่อรักษาการทำให้เสถียรในตะกรัน การเชื่อม หรือ ER347 (โลหะตัวเติมเสถียรนิโอเบียม) ใช้กันอย่างแพร่หลาย และมักจะถือว่าสมควรมากกว่า เนื่องจากนิโอเบียมถูกเก็บไว้อย่างง่ายดายผ่านส่วนโค้งการเชื่อมมากกว่าไทเทเนียม ตรวจสอบข้อกำหนดขั้นตอนการเชื่อมที่ใช้ได้สำหรับโลหะตัวเติมที่มีคุณสมบัติ

TestCert ตรวจสอบข้อกำหนดอัตราส่วนไทเทเนียมบน MTC 321 อย่างไร?

TestCert ไม่เพียงแต่ตรวจสอบว่า Ti ที่รายงานอยู่ในช่วง 5×C (ต่ำสุด) ถึง 0.70% (สูงสุด) เท่านั้น แต่ยังคำนวณอัตราส่วน Ti/C ที่แท้จริงจากค่าที่รายงาน หากอัตราส่วนลดลงต่ำกว่า 5.0 แพลตฟอร์มจะทำเครื่องหมายใบรับรองเพื่อตรวจสอบ แม้ว่าปริมาณ Ti สัมบูรณ์ดูเหมือนจะอยู่ในช่วงปกติ