321 스테인레스 스틸 (AISI 321, UNS S32100)은 주로 티타늄 안정화로 인해 고온 안정성으로 명성을 얻습니다. 이 주요 기능은 특히 425 ° C ~ 900 ° C (800 ° F ~ 1650 ° F)의 임계 온도 범위에서 304/304L와 같은 비 안정화 등급에 비해 몇 가지 중요한 이점을 제공합니다.
핵심 장점 : 고온 (특히 425-815 ° C / 800-1500 ° F)에서, 오스테 나이트 스테인레스 강의 탄소는 입자 경계로 이동하여 크롬과 반응하여 크롬 카디드를 형성합니다 (CR23C6).
문제 (감작) : 이것은 입자 경계 주위의 크롬을 고갈시켜 부식에 매우 취약한 구역 (편 부식)을 만들고 재료를 약화시킵니다.
321이 해결하는 방법 : 티타늄 (TI)은 크롬보다 탄소에 대한 친화력이 훨씬 강합니다. 그것은 크롬 카바이드에 안정적인 티타늄 카바이드 (TIC) * 우선적으로 *를 형성합니다.
결과 : 크롬은 매트릭스 전체에 걸쳐 고체 용액에 남아있어 부식성을 유지하고 임계 온도 범위에 장기간 노출 된 후에도 감작을 방지합니다. 이것은 용접 또는 서비스 중에이 영역을 통과하는 용접 구성 요소에 중요합니다.
용액의 유지 된 크롬은 321이 표면에서 고온에서 안정적인 보호 크롬 산화 크롬 (CR2O3) 스케일을 형성하고 유지할 수있게한다.
입자 경계 (티타늄 안정화를 통해)에서 크롬 고갈을 방지함으로써, 전체 산화 저항은 긴 서비스 기간 동안 일관되고 효과적이다.
최대 약 870 ° C (1600 ° F)의 연속 서비스에서 잘 수행하고 최대 900 ° C (1650 ° F)의 간헐적 인 서비스로, 산화 대기에서 304보다 약간 더 좋습니다.
오스테 나이트 스테인리스 강은 종종 페라이트 또는 마르텐 스테이트 등급보다 더 나은 크리프 저항 (고온에서 일정한 응력 하에서 느린 변형에 대한 저항)을 갖는다.
일부 특수 등급과 같이 최대 크리프 강도를 위해 주로 합금되지는 않지만, 티타늄 안정화에 의해 제공되는 미세 구조 안정성은 고온에서 장기 응력 하에서 입자 경계 완전성을 유지하여 유용한 범위 내에서 신뢰할 수있는 크리프 성능에 기여합니다.
우수한 고온 강도, 연성 및 열전도율 (스테인리스의 경우 상대적으로 낮지 만 일관성이 낮음)의 조합은 321이 많은 비 안정화 또는 비 유전성 등급보다 반복 된 열 사이클링 (가열 및 냉각)을 견딜 수있게합니다.
안정화 된 구조는 사이클링 중에 균열을 시작할 수있는 흡수 메커니즘에 저항합니다.
티타늄 안정화는 입자 경계에서 감작으로 인한 약화로 고통받을 수있는 불안정한 등급에 비해 높은 온도에서 인장 및 항복 강도를 유지하는 데 도움이됩니다.
vs. 304/304L : 321의 명확한 장점은 감작 범위 (425-815 ° C)에 있습니다. 304/304L은 탄소 (304L)가 매우 낮게 유지 되고이 범위에서 서비스가 간단하지 않으면 여기서는 매우 취약합니다. 321 은이 영역에서 지속적인 노출 또는 용접에있어 훨씬 우수합니다. 산화 저항은 비슷합니다.
vs. 316/316L : 안정화로 인한 감작 저항과 관련하여 316 이상의 유사한 장점. 316은 낮은 온도에서 더 나은 부식 저항 (MO 첨가)을 가지고 있지만 황 가스가 존재하지 않는 한 (MO가 도움이되는 곳) 고 T 안정성에서 본질적으로 321을 능가하지 않습니다.
대 347 (NB 안정화) : High-T 안정화에서 321과 매우 유사한 성능. Niobium (NB)은 또한 탄소를 효과적으로 연결합니다. 역사적으로, 321은 용접에 대해 선호되었으며 (용접 HAZ의 부식 저항에 영향을 미치는 NB 용해의 위험이 적음), 347은 매우 높은 온도에서 약간 더 나은 크리프 강도를 가질 수 있습니다. 종종 High-T 서비스와 상호 교환 가능합니다.
배기 시스템 : 매니 폴드, 헤더, 다운 파이프, 터보 차저 하우징 (저항 사이클링, 뜨거운 부식, 용접 감작).
항공 우주 : 엔진 배기구, 열 슈로드, 애프터 버너 부품.
산업 가열 : 열교환 기 튜브 (쉘 및 튜브), 용광로 구성 요소 (배플, 레토르트, 컨베이어), 빛나는 튜브 (덜 공격적인 대기), Thermowells.
화학적 처리 : 고온 공정 배관, 반응기, 촉매 그리드.
발전 : 보일러 부품, 과열기 튜브 (온도/압력 제한 내).
고온 안정성을위한 321 스테인리스 스틸의 1 차 및 정의 장점은 티타늄 안정화 조성물이며, 이는 임계 425-815 ° C 범위 내에서 장기간 노출 또는 용접 중에도 감작 및 편 부식을 효과적으로 방지합니다. 이는 유지 된 부식 저항성을 보장하고, 기계적 무결성을 유지하며, 최대 870-900 ° C의 우수한 산화 저항을 지원하며, 열 피로 및 크리프 저항에 기여하여 불안정한 등급이 실패 할 수있는 고열 애플리케이션을 요구하는 신뢰할 수있는 선택입니다.
