เหล็กกล้าไร้สนิม 304 กับ 321: วัตถุประสงค์ทั่วไปเทียบกับความเสถียรสำหรับอุณหภูมิสูง

 

อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญด้านองค์ประกอบและการใช้งานระหว่างเหล็กกล้าไร้สนิม 304 และ 321
ทั้งสองเกรดจะขึ้นอยู่กับโครงสร้างออสเตนิติกโครเมียม-นิกเกิล 18-8 ความแตกต่างที่กำหนดคือ 321 (UNS S32100) มีไทเทเนียมอย่างน้อย 5 เท่าของปริมาณคาร์บอน ไททาเนียมนี้ทำให้โลหะผสมมีความเสถียรโดยการสร้างไททาเนียมคาร์ไบด์ เพื่อป้องกันโครเมียมคาร์ไบด์ที่เป็นอันตรายซึ่งทำให้เกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรน. 304 (UNS S30400) ขาดการรักษาเสถียรภาพนี้. 304 เป็นตัวเลือกที่เป็นสากลสำหรับการแปรรูปอาหาร เครื่องครัว และสถาปัตยกรรม. 321 ได้รับเลือกมาโดยเฉพาะสำหรับการประกอบแบบเชื่อมและชิ้นส่วนที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง เช่น ระบบไอเสียของเครื่องบิน ชิ้นส่วนเตาหลอม และเครื่องเป่าลมแบบขยายตัว

เหตุใดการรักษาเสถียรภาพใน 321 จึงมีความสำคัญสำหรับงานเชื่อมหรืองานที่มีอุณหภูมิสูง-
เมื่อความร้อนมาตรฐาน 304 ในช่วง 450-850 องศา -ทั้งในระหว่างการเชื่อมหรือการให้บริการ- คาร์บอนจะย้ายไปยังขอบเขตของเกรนและทำปฏิกิริยากับโครเมียม สิ่งนี้จะทำให้โครเมียมหมดสิ้น สร้างเส้นทางสำหรับการโจมตีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่เรียกว่า "การผุกร่อนของการเชื่อม" ไทเทเนียมใน 321 มีความสัมพันธ์กับคาร์บอนมากกว่า โดยจะก่อตัวเป็นไททาเนียมคาร์ไบด์ที่เสถียรก่อน โดยจะล็อคคาร์บอนและปล่อยให้โครเมียมทั้งหมดอยู่ในสารละลาย เพื่อรักษาเกราะป้องกันการกัดกร่อนที่สม่ำเสมอ เพื่อให้แน่ใจว่ารอยเชื่อมหรือส่วนที่ให้ความร้อนยังคงมีความทนทานเท่ากับโลหะฐาน

ในสถานการณ์จริงใดที่ระบุว่า 321 มากกว่า 304 ไม่สามารถต่อรองได้-
การระบุ 321 นั้นไม่สามารถ-ต่อรองได้สำหรับส่วนประกอบใดๆ ที่จะเชื่อมและไม่สามารถ-ผ่านความร้อนจากการเชื่อม-ได้ และจะทำงานภายในช่วงอุณหภูมิที่ทำให้เกิดอาการแพ้ในภายหลัง ซึ่งรวมถึง: ท่อร่วมไอเสีย ภายในตัวออกซิไดเซอร์ความร้อน ถังกระบวนการขนาดใหญ่ที่-เชื่อม และท่อเคมีที่มีอุณหภูมิสูง- สำหรับชิ้นส่วนที่ไม่เคยเชื่อมหรือใช้เฉพาะที่อุณหภูมิต่ำ การใช้ 321 มากกว่า 304 ไม่เกิดประโยชน์และเพิ่มต้นทุนที่ไม่จำเป็น

การรักษาเสถียรภาพของไทเทเนียมส่งผลต่อการผลิตหรือการตัดเฉือนของ 321 เมื่อเทียบกับ 304 หรือไม่?
คุณสมบัติการแปรรูปเช่นความสามารถในการขึ้นรูปมีความคล้ายคลึงกันมาก ความแตกต่างในการผลิตหลักคือการเชื่อม การเชื่อม 321 จำเป็นต้องมีการป้องกันแก๊สที่ดีเยี่ยม (มักมีอาร์กอนรองรับ) เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของไททาเนียม ซึ่งจะลดผลกระทบจากการคงตัวที่ตะเข็บเชื่อม ความสามารถในการแปรรูปเทียบได้กับ 304 สำหรับผู้ผลิต สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าได้ปฏิบัติตามขั้นตอนการเชื่อมที่เหมาะสม มิฉะนั้นการทำงานกับ 321 จะคล้ายกับการทำงานกับ 304 มาก

อะไรคือแผนผังการตัดสินใจง่ายๆ สำหรับวิศวกรในการเลือกระหว่างเกรดทั่วไปสองเกรดนี้?
ทำตามตรรกะนี้: 1)ส่วนประกอบจะเชื่อมหรือไม่?ถ้าไม่ ให้ไปที่ขั้นตอนที่ 2 หากใช่ ให้ไปที่ขั้นตอนที่ 3. 2)มันจะทำงานสูงกว่า 425 องศาหรือไม่?หากไม่ ให้ใช้ 304 หากใช่ ให้พิจารณา 321 หรือเกรดทนความร้อนอื่นๆ-. 3)ส่วนประกอบที่เชื่อมจะทำงานที่อุณหภูมิระหว่าง 450-850 องศา หรือไม่ ?ถ้าไม่ใช่ 304L ก็น่าจะเพียงพอแล้ว ถ้าใช่ คุณต้องใช้ 321 (หรือ 347) กระบวนการนี้ช่วยให้แน่ใจว่าคุณไม่อยู่ภายใต้-การระบุและเสี่ยงต่อความล้มเหลวในการกัดกร่อน