נירוסטה 321H

321H (UNS S32109) הוא גרסת הפחמן הגבוהה- של סוג 321, פלדת אל-חלד אוסטניטית מיוצבת בטיטניום{{4}. פחמן נשלט ב-0.04-0.10%, וטיטניום מצוין בפי 5 (C+N) עם מקסימום של 0.70%, כך שהפחמן הגבוה יותר אינו מוביל למשקעים של כרום-קרביד. התוצאה היא כיתה עם חוזק זחילה טוב בהרבה מ-321 מעל כ-800 C, תוך שמירה על ההתנגדות הבין-גרעינית-קורוזיה שייצוב טיטניום מספק.

הרכב כימי (ASTM A240, UNS S32109)

רכיב (משקל)	321H (UNS S32109)
C	0.04-0.10
Mn	פחות או שווה ל-2.00
P	פחות או שווה ל-0.045
S	פחות או שווה ל-0.030
סִי	פחות או שווה ל-0.75
Cr	17.0-19.0
ני	9.0-12.0
טי	5(C+N) דקות עד 0.70
N	פחות או שווה ל-0.10

מאפיינים מכניים

לוח חישול לפי ASTM A240 UNS S32109: חוזק מתיחה גדול או שווה ל-515 MPa, חוזק תפוקה גדול או שווה ל-205 MPa, התארכות גדולה או שווה ל-40%. צינור וצינור לפי ASTM A213/A312 (TP321H): חוזק מתיחה גדול או שווה ל-515 MPa, חוזק תפוקה גדול או שווה ל-205 MPa, התארכות גדולה או שווה ל-35%.

מדוע קיימת וריאנט H

חוזק זחילה בטווח 800-900 C

עבור מחממי-על של דוודים, פנים טורבינות ורכיבי כבשן, קריטריון התכנון מעל כ-800 C הוא קרע בזחילה ולא חוזק טמפרטורת החדר. הפחמן הנוסף ב-321H יוצר פיזור צפוף של קרבידים טיטניום שמצמיד נקעים, ומאט את הזחילה באופן דרמטי בהשוואה ל-321.

הייצוב עדיין עובד

טיטניום מצוין ביחס לפחמן בתוספת חנקן, עם מינימום 5(C+N). בחלק העליון של טווח הפחמן, טיטניום חייב להגיע לכ-0.50% או יותר, וזה מספיק כדי לקשור למעשה את כל הפחמן כטיטניום קרביד. מכיוון שפחמן נעול כ-TiC, קרבידים של כרום אינם נוצרים בגבולות התבואה, והדרגה שומרת על עמידותו בפני קורוזיה בין-גרגירית לאחר הריתוך.

ייעודים והצלבה-

321H מצוין כ-UNS S32109 ל-ASTM A240 (לוח), A213 (צינור) ו-A312 (צינור). JIS G4304 מכסה את דרגת הבסיס SUS321, ו-EN 10088-2 מכסה סוג 321 כ-1.4541 (X6CrNiTi18-10); לגרסה ה-H עצמה אין ייעוד ישיר של JIS או EN 10088, ולכן יש להזמין אותה להפניה של ASTM ו-UNS. GB/T 3280 06Cr18Ni11Ti הוא הכינוי הסיני להרכב הבסיס 321.

ייצור וריתוך

321H מרותך בחומר מילוי אוסטניטי מיוצב מסוג AWS ER321 או ER347, המשחזר את ייצוב טיטניום או ניוביום במתכת הריתוך. חישול תמיסה לפני יצירה כבדה מתבצע בדרך כלל בסביבות 950-1100 C ולאחר מכן כיבוי מים. עבור שירות ארוך טווח של 800-900 C, שמור על כניסת חום מתונה במהלך הריתוך והסר תחמוצת פני השטח לפני השירות.

שאלות נפוצות

1. מה מציע 321H מעל 321?

פחמן מינימום גבוה יותר, 0.04-0.10% לעומת לא יותר מ-0.08%, וכתוצאה מכך חוזק זחילה וקרע טוב יותר עבור שירות ארוך טווח ב-800-900 C.

2. האם הפחמן הגבוה יותר גורם לקורוזיה בין-גרגירית?

מס' טיטניום מצוין במינימום 5(C+N), הקושר את הפחמן הנוסף כקרבידים יציבים של טיטניום ומונע דלדול כרום בגבולות התבואה.

3. מהי מגבלת השירות המעשית?

עבור רכיבים לחוצים, 321H מדורג בדרך כלל עבור שירות רציף בסביבות 850-900 C בנתונים הנדסיים שפורסמו. מעל טווח זה, יש לשקול דרגות עמידות בחום של-סגסוגת גבוהה יותר.

4. באיזו מתכת מילוי משתמשים לריתוך 321H?

חומר מילוי אוסטניטי מיוצב מסוג AWS ER321 או ER347, נבחר כך שמתכת הריתוך שומרת על ייצוב ותואמת לתכונות הטמפרטורה המוגבהות- של המתכת הבסיסית.

5. 321H או 347H?

347H (UNS S34709) משתמש בניוביום במקום טיטניום ולעתים קרובות הוא מועדף עבור חלקים מרותכים כבדים. 321H הוא לעתים קרובות הבחירה-בעלות נמוכה יותר עבור צינורות דוודים שבהם הריתוך מוגבל.