SUS310S לעומת SUS321: בחירת פלדת אל חלד בטמפרטורה גבוהה-

סקירה כללית: שתי גישות שונות לשירות-בטמפרטורה גבוהה

SUS310S (UNS S31008, EN 1.4845) ו-SUS321 (UNS S32100, EN 1.4541) הן פלדות אל-חלד אוסטניטיות המשמשות ביישומי טמפרטורה- גבוהים, אך הן פותרות בעיות שונות. SUS310S הוא דרגת עמידות גבוהה-כרום,{10}}בחום ניקל-מהונדסת לעמידות מתמשכת בחמצון בטמפרטורות גבוהות מאוד, בדרך כלל מעל 900 מעלות. SUS321 הוא דרגת טיטניום-מייצבת המבוססת על מערכת 18-8 כרום-ניקל, שנועדה בעיקר למנוע קורוזיה בין-גרגירית במבנים מרותכים או מחוממים תוך שמירה על חוזק שימושי עד כ-870 מעלות. בחירת הדרגה הנכונה תלויה בטמפרטורת השירות המקסימלית, בנוכחות של מדיה קורוזיבית והאם הרכיב יהיה מרותך.

השוואת הרכב כימי

הטבלה שלהלן מפרטת את טווחי ההרכב הכימי שצוינו לפי JIS G4304 (SUS310S, SUS321) עם מגבלות טיטניום לפי ASTM A240 עבור דרגות הצלחות המתאימות.

רכיב (משקל)	SUS310S / UNS S31008	SUS321 / UNS S32100
פחמן, מקסימום	0.08	0.08
סיליקון, מקסימום	1.50	1.00
מנגן, מקסימום	2.00	2.00
זרחן, מקסימום	0.045	0.045
גופרית, מקסימום	0.030	0.030
כְּרוֹם	24.00 - 26.00	17.00 - 19.00
נִיקֵל	19.00 - 22.00	9.00 - 12.00
טִיטָן	-	5 x (C+N) דקות, 0.70 מקסימום (ASTM A240)
בַּרזֶל	לְאַזֵן	לְאַזֵן

מאפיינים מכניים (חישול, ערכים מינימליים לפי ASTM A240)

נֶכֶס	SUS310S (A240 310S)	SUS321 (A240 321)
חוזק מתיחה, MPa	515	515
חוזק תפוקה (0.2%), MPa	205	205
התארכות ב-2 אינץ', %	40	40
קשיות, HBW מקסימום	217	217

ביצועי-טמפרטורה גבוהים

SUS310S: עמידות חמצון בחום קיצוני

תכולת הכרום הגבוהה של SUS310S מקדמת יצירת אבנית צפופה, -מתרפאת עצמית של תחמוצת כרום (Cr2O3) המגנה על המתכת הבסיסית באטמוספרות מחמצנות. תכולת הניקל הגבוהה שלו מייצבת את המבנה האוסטניטי ומשפרת את עמידות הזחילה. ניתן להשתמש ב-SUS310S לשירות רציף באוויר בטמפרטורות של עד כ-1050 מעלות, עם חשיפה-ת לטווח קצר עד כ-1100 מעלות. מעל ל-1000 מעלות בערך, התנהגות קרעי זחילה ומתח הופכים לגורמי התכנון השולטים.

SUS321: מיוצב עבור בנייה מרותכת

SUS321 מיועד לשירות עד כ-870 מעלות באוויר, עם חשיפה לסירוגין לכ-925 מעלות. טיטניום נקשר עם פחמן ליצירת טיטניום קרבידים יציבים, ומונע משקעים של כרום קרביד בגבולות התבואה במהלך ריתוך או חימום. זה מבטל רגישות וקורוזיה בין-גרגירית באזור -המושפע מהחום, מה שהופך את SUS321 לדרגה המועדפת עבור כלי מרותך, סעפות פליטה ומפרקי התפשטות שלא ניתן לחשל אותם לאחר הייצור.

ריתוך וייצור

שני הציונים מרותכים בקלות על ידי תהליכים קונבנציונליים כגון TIG, MIG ו-SMAW. SUS321 מרותך בדרך כלל ללא טיפול בחום לאחר-ריתוך, וזה יתרון הייצור העיקרי שלו. SUS310S גם מרתך היטב, אבל ריתוכים של חתכים גדולים ברכיבים כבדים עשויים לדרוש התחשבות במתחים תרמיים, ובחיבורים מאופקים מאוד, שימוש בחומר מילוי תואם או מעט יותר{6}}מסגסוגת. מכיוון של-SUS310S יש מוליכות תרמית נמוכה יותר מדרגות רגילות של 18-8, בדרך כלל אין צורך בחימום מוקדם, אך מומלץ לבקרת טמפרטורה בין מעברים.

יישומים אופייניים

SUS310S: חלקי תנורים וצינורות קורנים, כיסויי כבשן, סלי טיפול-בחום, רכיבי מבערים, חלקי משרפות פסולת וציוד אחר החשוף לשירות חימצון ממושך בטמפרטורה- גבוהה. SUS321: מערכות פליטה של ​​מטוסים ומכוניות, מחליפי חום, ציוד תהליכים כימיים ופטרוכימיים, מכלי לחץ וצנרת קיטור שבה בנייה מרותכת דורשת ייצוב.

מדריך בחירה: באיזה כיתה לבחור

בחר SUS310S כאשר הרכיב יפעל ברציפות מעל 900 מעלות, כאשר עמידות חמצון היא הדרישה הדומיננטית והאטמוספירה מתחמצנת בעיקר. בחר SUS321 עבור רכיבים מרותכים הפועלים מתחת ל-870 מעלות, במיוחד בתנאים קורוזיביים קלים או מחזוריים, שבהם מניעת קורוזיה בין-גרעינית של אזור ריתוך היא קריטית. אם טמפרטורת השירות נשארת מתחת ל-870 מעלות והעלות מעוררת דאגה, SUS321 מציע בדרך כלל פתרון בעלויות-נמוכות יותר מ-SUS310S בגלל תכולת הניקל הנמוכה בהרבה.

שאלות נפוצות

ש 1: באיזו כיתה יש טמפרטורת שירות רציפה גבוהה יותר?SUS310S. הוא מתנגד לחמצון באוויר עד כ-1050 מעלות ברציפות, בעוד ש-SUS321 מוגבל בדרך כלל לכ-870 מעלות.

שאלה 2: מדוע SUS321 מכיל טיטניום?לטיטניום יש זיקה גבוהה יותר לפחמן מאשר לכרום. הוא יוצר טיטניום קרבידים יציבים כך שכרום נשאר בתמיסה מוצקה, ומונע רגישות וקורוזיה בין-גרגירית לאחר ריתוך או חשיפה בטווח של 425-815 מעלות.

ש 3: האם SUS321 יכול להחליף את SUS310S ברכיבי תנור?רק אם טמפרטורת ההפעלה היא מתחת ל-870-900 מעלות בערך. מעל זה, SUS321 סובל מהתרחבות מהירה ואובדן חוזק, בעוד ש-SUS310S נשאר מוגן על ידי אבנית תחמוצת הכרום שלו.

ש 4: מה קורה אם SUS310S מוחזק בטווח של 650-900 מעלות?חשיפה ממושכת עלולה לזרז את שלב הסיגמה, אשר מפחית את משיכות-טמפרטורת החדר ואת הקשיחות. על מעצבים לאמת את מאפייני ההשפעה אם הרכיב יתקרר ו-ילחץ מחדש בשירות.

ש 5: איזו כיתה טובה יותר עבור מערכות פליטה מרותכות?SUS321, מכיוון שייצוב טיטניום משמר עמידות בפני קורוזיה באזור-המושפע ללא טיפול בחום לאחר-ריתוך, וחוזקו מתאים עד כ-870 מעלות עבור רכיבי פליטה דקים-.

ש6: מדוע SUS310S יקר יותר מ-SUS321?SUS310S מכיל 19-22% ניקל לעומת 9-12% עבור SUS321, וניקל הוא מניע העלויות הדומיננטי של הסגסוגת בפלדות אל-חלד אוסטניטיות.