1950 년대에 항공 우주 산업은 중요한 도전에 직면했습니다. 제트 엔진은 부식없이 극도의 열을 견딜 수있는 재료를 요구했습니다. 엔지니어는 끊임없는 열 응력으로 실패하지 않는 스테인레스 스틸 변형이 필요했습니다. *321 스테인리스 스틸 *, 티타늄 안정화 된 합금 인은 다른 사람들이 흔들리는 곳으로 번성하도록 설계되었습니다. 오늘날,이 이름없는 영웅은 항공기 배기 시스템에서 산업용 용광로에 이르기까지 모든 것을 조용히 전원으로 전력을 공급합니다. 그러나 321 스테인레스 스틸을 고유 한 스테인리스 응용 프로그램에 독특하게 만드는 이유는 무엇입니까? 비밀을 풀겠습니다.
321 스테인레스 스틸은 탁월한 고온 저항성, 용접 성 및 부식 안정성 (티타늄 강화 화학에 뿌리를두고 있습니다. 그것은 열 응력과 산화가 피할 수없는 산업의 통합으로, 구조적 무결성을 손상시키지 않고 내구성을 제공합니다. **
321 스테인레스 스틸의 중심에는 작지만 변형적인 첨가물이 있습니다 : 티타늄. 탄소 함량의 5 배 이상 (중량 별)을 포함하여 티타늄은 800–1500 ° F (427–816 ° C)에 장기간 노출되는 동안 크롬 카바이드 형성을 방지하기 위해 탄소와의 결합으로 작용합니다. 이 안정화는 극도의 열 순환 후에도 합금의 부식 저항을 보존합니다.
'감작 '(입자 경계에서의 크롬 고갈)로 고통받는 304 스테인레스 스틸과 달리 321은 보호 산화 층을 유지합니다. 이렇게하면 배기 가열 및 냉각이 적은 합금을 저하시키는 배기 시스템 또는 열교환 기의 용접 성분에 이상적입니다. 석유 화학 플랜트의 사례 연구에 따르면 가동 중지 시간과 교체 비용이 줄어들면서 304 년보다 3-5 년이 지난 321 개가 나타납니다.
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321 스테인레스 스틸은 단순한 내열성이 아니라 기계적으로 강력합니다. 실온에서 인장 강도는 515에서 720 MPa 범위이며 304에 비해 진정한 이점이 발생합니다. 1000 ° F (538 ° C)에서 321은 실내 온도 강도의 85%를 유지하고 316L (75%) 및 탄소강 (50%)을 능가합니다.
이 탄력성은 균형 잡힌 조성에서 비롯됩니다. 17-19% 크롬은 산화 저항성을 보장하는 반면 9-12% 니켈은 연성을 향상시킵니다. 항공기 엔진 마운트 및 애프터 버너 구성 요소와 같은 응용 분야는 크래킹없이 진동 응력을 처리 할 수있는 강도와 유연성의 혼합에 의존합니다.
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321은 고온 산화가 탁월하지만 부식 저항은 온화한 환경으로 확장됩니다. 유기산, 알칼리성 용액 및 약간 부식성 화학 물질에 저항하여 식품 가공 장비 또는 제약 기계에 다재다능합니다.
그러나 염화물이 풍부한 환경 (예 : 해양 환경)에 적합하지 않습니다. 몰리브덴을 사용하여 피트 팅과 싸우는 316 스테인레스 스틸과는 달리 321은 열 안정성을 우선시합니다. 600 ° F에서 아세트산을 처리하는 화학 공장의 경우 321이 최적입니다. 해수 파이프 라인의 경우 316은 안전한 내기입니다.
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가공 321에는 뉘앙스가 필요합니다. 티타늄 함량은 작업 경화 속도를 높이고 날카로운 도구와 속도가 느려집니다. 드릴링의 경우 140 ° 포인트 각도가있는 탄화물 팁 비트는 열 축적을 최소화합니다. 1900 ° F (1038 ° C)에서 어닐링 한 후 빠른 냉각은 가공성을 향상시킵니다.
용접은 티타늄의 탄화 예방 덕분에 더 적은 과제를 제기합니다. 321 개의 필러로드를 사용한 Tig 용접은 깨끗하고 균열이없는 관절을 산출합니다. 후원 후 열처리는 거의 필요하지 않습니다.
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321 스테인레스 스틸 비용은 304보다 15–20% 더 많지만 고열 시나리오에서 최대 3 배 더 오래 수명을 제공합니다. 매년 304로 열분해 튜브를 대체하는 정유소의 경우 321로 전환하면 10 년 동안 12 만 달러 이상을 절약 할 수 있습니다. 재활용 성 (60-70% 스크랩 값)은 지속 가능한 제조 추세와 일치하는 ROI를 더욱 향상시킵니다.
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321 스테인레스 스틸은 한 가지 크기에 맞는 솔루션이 아니지만 열과 부식이 충돌하는 경우 타의 추종을 불허합니다. 티타늄 안정화는 경제성과 엘리트 성능 사이의 격차를 해소하여 항공 우주, 에너지 및 중공업에 없어서는 안됩니다.
재료를 지정할 때는 운영 온도 및 수명주기 비용을 고려하십시오. 800 ° F 이하 환경의 경우 304로 충분할 수 있습니다. 그러나 스테이크와 온도 조절기가있을 때, 321은 신중한 선택입니다. 품질을 보장하기 위해 재료 구성 (ASTM A276/A479)을 인증하는 공급 업체와 제휴하십시오.
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Q : 321 스테인리스 스틸의 최대 연속 서비스 온도는 얼마입니까?
A : 321은 870 ° C (1600 ° F) 미만의 지속적인 사용을 권장하면서 간헐적으로 1500 ° F (816 ° C)까지 안정적으로 수행합니다.
Q : 321 스테인리스 스틸을 극저온 응용 분야에 사용할 수 있습니까?
A : 낮은 온도에서 인성을 유지하는 동안 304L 또는 316L은 뛰어난 충격 저항성으로 인해 극저온에 더 적합합니다.
Q : 321은 용접 후 수동화가 필요합니까?
A : 아니요-자체 복장 산화물 층은 대부분의 경우 패시베이션이 필요하지 않습니다.
Q : 321은 극한 열에서 Inconel과 어떻게 비교됩니까?
A : Inconel 합금은 1800 ° F (982 ° C) 이상의 321보다 성능이 뛰어나지 만 4-5 배 더 비쌉니다. 비용에 민감한 미드 레인지 열 응용 분야에는 321을 사용하십시오.
Q : 321 스테인레스 스틸 자성입니까?
A : 그렇습니다. 작은 페라이트 함량을 가진 오스테 나이트 구조로 인해 약하게 자기가 약해집니다.
321 스테인리스 스틸의 강점과 한계를 이해함으로써 엔지니어와 구매자는 성능, 내구성 및 예산의 균형을 맞추는 정보에 근거한 결정을 내릴 수 있습니다. 때로는 최상의 솔루션이 화재로 만들어진 것입니다.
