สเตนเลสออสเทนนิติกที่มีความเสถียร 321 กับ 347: ผู้เชี่ยวชาญด้านชิ้นส่วนเชื่อมที่อุณหภูมิสูง-

 

องค์ประกอบหลักและความแตกต่างด้านประสิทธิภาพหลักคืออะไร

321 (UNS S32100) ยังคงคุณสมบัติทางเคมีพื้นฐานของ 304 (18-20% Cr, 9-12% Ni) และเพิ่มไทเทเนียม 0.40-0.80% ซึ่งจับคาร์บอนเพื่อสร้างคาร์ไบด์ที่เสถียร โดยให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 800 องศา โดยมีความต้านทานแรงดึง ~550MPa.347 (UNS S34700) ใช้ไนโอเบียม 0.70-1.00% (บวกแทนทาลัม) ในการรักษาเสถียรภาพแทนไททาเนียม โดยมีอัตราส่วนโครเมียม-นิกเกิลเท่ากับ 321 ไนโอเบียมคาร์ไบด์ของมันยังคงมีเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูงถึง 900 องศา และต้านทานการหยาบในระหว่างการใช้งานความร้อนเป็นเวลานาน การเปิดรับแสง เกรดทั้งสองขจัดความจำเป็นในการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อม ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือมาตรฐาน 304 สำหรับชิ้นส่วนที่มีอุณหภูมิสูงที่เชื่อม

กลไกการรักษาเสถียรภาพทำงานอย่างไรในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนสูง

ที่อุณหภูมิสูงกว่า 800 องศา ไททาเนียมคาร์ไบด์ของ 321 จะเริ่มหยาบ ส่งผลให้ความแข็งแรงของขอบเขตเกรนลดลง และเพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดการเสียรูปของการคืบเมื่อเวลาผ่านไป ไนโอเบียมคาร์ไบด์ของ 347 มีความเสถียรทางความร้อนที่สูงขึ้น โดยยังคงรักษาโครงสร้างจุลภาคที่ดีไว้ได้แม้จะผ่านไปหลายพันชั่วโมงที่อุณหภูมิ 850-900 องศา ทำให้เป็นตัวเลือกอันดับต้นๆ สำหรับส่วนประกอบต่างๆ เช่น ท่อร่วมไอเสียของเครื่องยนต์ไอพ่นและการรองรับแกนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ในสถานการณ์การให้ความร้อนและความเย็นแบบวนรอบ ความต้านทานต่อการแข็งตัวของคาร์ไบด์ของ 347 ช่วยลดความล้าจากความร้อน ทำให้อายุการใช้งานของส่วนประกอบยาวนานขึ้น 2-3 เท่าเมื่อเทียบกับ 321

เกรดหนึ่งไม่สามารถทดแทนได้ในการใช้งานแบบใด

เลือก 321 สำหรับชิ้นส่วนเชื่อมที่อุณหภูมิสูง-ทั่วไป รวมถึงถาดเตาอุตสาหกรรม ท่อหม้อต้มไอน้ำ และส่วนหัวท่อไอเสียรถยนต์ที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 800 องศา นอกจากนี้ ยัง-มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนสำหรับท่อแปรรูปสารเคมีที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนหลังการเชื่อม- เลือกใช้ 347 สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงมาก- เช่น ห้องเผาไหม้กังหันก๊าซ ส่วนประกอบของยานพาหนะเข้าสู่อวกาศ- และท่อไอน้ำของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ต้องสัมผัสกับอุณหภูมิ 800-900 องศาอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ 347 ยังจำเป็นสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องปฏิบัติตามมาตรฐานอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ที่เข้มงวดอีกด้วย โดยที่ความเสถียรทางความร้อน-ในระยะยาวไม่สามารถต่อรองได้

ต้นทุนและการแลกเปลี่ยนการประดิษฐ์-ระหว่างสองเกรดคือเท่าใด

321 มีราคาถูกกว่า 347 ถึง 10- ถึง 15% เนื่องจากไทเทเนียมมีปริมาณมากและโลหะผสมได้ง่ายกว่าไนโอเบียม ทำให้เป็นตัวเลือกที่ประหยัดสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิไม่-สูงมาก- 347 มีความสามารถในการขึ้นรูปต่ำกว่า 321 เล็กน้อยเนื่องจากมีปริมาณไนโอเบียม ทำให้ต้องใช้แรงดัดงอที่สูงขึ้นเล็กน้อยสำหรับส่วนประกอบที่มีผนังหนา- เช่น หัวภาชนะรับความดัน ทั้งสองเกรดมีความเป็นเลิศ ความสามารถในการเชื่อมได้ แต่ 347 จำเป็นต้องมีการควบคุมความร้อนที่ป้อนเข้าในระหว่างการเชื่อมอย่างเข้มงวดมากขึ้น เพื่อป้องกันการรวมตัวของไนโอเบียมคาร์ไบด์ในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน

แนวทางการเลือกและการประมวลผลที่สำคัญคืออะไร?

จัดลำดับความสำคัญ 321 สำหรับการเชื่อมที่มีอุณหภูมิสูงปานกลาง-โดยคำนึงถึงต้นทุน เลือก 347 สำหรับงานเกรด-สูงพิเศษ-หรือระดับนิวเคลียร์- เมื่อเชื่อม 321 ให้ใช้โลหะตัวเติม 321 เพื่อให้เหมาะกับการรักษาเสถียรภาพของไทเทเนียม สำหรับ 347 ให้เลือกโลหะเติม 347 เพื่อรักษาความเสถียรของไนโอเบียมคาร์ไบด์ หลีกเลี่ยงการใช้เกรดในสภาพแวดล้อมทางทะเลหรือ-คลอไรด์สูง{- อัปเกรดเป็นเกรด 316Ti หรือดูเพล็กซ์เพื่อการต้านทานการกัดกร่อนควบคู่ไปกับการทนต่อความร้อน