ورق استیل 321 از فولاد زنگ نزن آستنیتی پایدار تولید می‌شود که مزیت اصلی آن مقاومت عالی در برابر خوردگی بین دانه ای پس از قرار گرفتن در معرض دما در بازه کاربید کروم از 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد) است. نوع 321 با افزودن تیتانیوم در برابر تشکیل کاربید کروم تثبیت می‌شود.
ورق استیل 321 برای چه دمایی مناسب است ؟
- در حالی که ورق استنلس استیل 321 برای سرویس طولانی مدت در محدوده دمایی 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد) استفاده می‌شود، فولاد زنگ نزن 304 را برای کاربردهایی که فقط شامل جوشکاری یا گرمایش کوتاه مدت است جایگزین کرده است.
- فولاد زنگ نزن 321 به دلیل خواص مکانیکی خوب برای کار در دمای بالا نیز سودمند است.
- ورق استیل 321 نسبت به فولاد زنگ نزن 304 خاصیت خزش و مقاومت در برابر تنش بیشتری را ارائه می‌دهد.
- هم‌چنین ممکن است برای قرار گرفتن در معرض حساسیت و خوردگی بین دانه در نظر گرفته شود.
- این منجر به افزایش تنش‌های مجاز در دمای بالاتر برای این آلیاژ تثبیت شده برای کاربردهای دیگ بخار و فشار مخزن ASME می‌شود.
- فولاد زنگ نزن 321 حداکثر دمای استفاده 1500 درجه فارنهایت (816 درجه سانتیگراد) است در حالی که فولاد زنگ نزن304 محدود به 800 درجه فارنهایت (426 درجه سانتیگراد) است.
مشخصات ورق استیل 321
آلیاژ H321 (UNS S32109) از خانواده فولاد 321 با مقدار کربن بالاتر آلیاژ است. برای مقاومت در برابر خزش و مقاومت بیشتر در دمای بالاتر از 1000 درجه فارنهایت (537 درجه سانتیگراد) ساخته شده است. در جدول زیر مشخصات این دو فلز در استانداردهای مختلف امده است.
خواص مکانیکی و فیزیکی
ترکیب شیمیایی، خواص فیزیکی و خواص مکانیکی این فولاد در جدول‌های زیر نشان داده شده است.
کاربرد
- هوافضا - منیفولد موتور پیستونی
- فرآوری شیمیایی
- اتصالات انبساط
- فرآوری مواد غذایی - تجهیزات و انبارها
- پالایش نفت - سرویس اسید پلی اتیونیک
- تصفیه پسماند - اکسید کننده‌های حرارتی
جوشکاری ورق استیل 321
فولادهای زنگ نزن آستنیتی به عنوان فولاد زنگ نزن با قابلیت بالای جوشکاری در نظر گرفته می‌شوند و می‌توان آن‌ها را با تمام فرایندهای جوشکاری جوش داد. دو ملاحظه مهم در تولید اتصالات جوشکاری در فولادهای زنگ نزن آستنیتی عبارتند از: 1. حفظ مقاومت در برابر خوردگی 2. جلوگیری از ترک خوردگی
- حفظ سطح عنصر تیتانیوم موجود در فولاد زنگ نزن 321 در هنگام جوشکاری بسیار مهم است.
- برای جلوگیری از دریافت کربن از روغن و سایر منابع و ازت از هوا باید مراقبت شود.
- روش‌های جوشکاری که شامل توجه به تمیزی و محافظت از گاز بی اثر خوب برای این گریدهای پایدار شده و هم‌چنین سایر آلیاژهای آستنیتی غیر تثبیت شده توصیه می‌شود. درباره انوع گریدهای استنلس استیل و کاربردهایشان بیشتر بدانید.
- فلز جوشکاری شده با ساختار کاملا آستنیتی در هنگام عمل جوشکاری بیشتر در معرض ترک خوردگی است. به همین دلیل، استنلس استیل 321 برای تصفیه مجدد با مقدار کمی فریت طراحی شده است تا حساسیت به ترک خوردگی را به حداقل برساند.
- فولادهای زنگ نزن پایدار شده کلمبیوم بیشتر از فولادهای زنگ نزن پایدار شده تیتانیوم مستعد ترک خوردگی داغ هستند.
- فلزات پرکننده همسان برای جوشکاری فولاد زنگ نزن پایدار شده نوع 321 در دسترس هستند.
- آلیاژهای پایدارشده شده ممکن است به سایر فولادهای زنگ نزن یا فولادهای کربنی متصل شوند.
عملیات حرارتی ورق استیل 321
- محدوده دمای بازپخت برای این فولاد، 1800 تا 2000 درجه فارنهایت (928 تا 1093 درجه سانتیگراد) است.
- در حالی که هدف اصلی از آنیل، به دست آوردن نرمی و انعطاف پذیری بالا است، اما این فولاد هم‌چنین می‌تواند در محدوده رسوب کاربید 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد)، بدون خطر خوردگی بین دانه‌ای، آنیل شود.
- از بین بردن فشارها برای چند ساعت در دامنه 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد) باعث کاهش محسوس مقاومت در برابر خوردگی نمی‌شود، گرچه گرم شدن طولانی مدت در این محدوده باعث کاهش مقاومت به خوردگی عمومی می‌شود اما فقط تا حدی که گفته شد.
- همینطور بازپخت در محدوده دمایی 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد) منجر به حساسیت به حمله بین دانه‌ای می‌شود. برای حداکثر شکل پذیری، محدوده بازپخت بالاتر از 1800 تا 2000 درجه فارنهایت (928 تا 1093 درجه سانتیگراد) توصیه می‌شود.
- هنگامی که نیاز به حداکثر مقاومت در برابر خوردگی باشد، استفاده از یک آنیل پایدارکننده ممکن است لازم باشد.
- از حرارت دادن تا 1550 تا 1650 درجه فارنهایت (843 تا 899 درجه سانتیگراد) بسته به ضخامت تا 5 ساعت تشکیل شده است.
- این محدوده بیش از حد است که در آن کاربیدهای کروم تشکیل می‌شود و به اندازه کافی زیاد است که باعث تجزیه و انحلال هرگونه کاربید کروم از قبل تشکیل شده می‌شود.
- علاوه بر این، دمایی است که در آن تیتانیوم با کربن ترکیب می‌شود و کاربیدهای تیتانیوم بی ضرر ایجاد می‌کند.
نتیجه این است که کروم به محلول جامد بازسازی می‌شود و کربن به عنوان کاربیدهای بی ضرر مجبور به ترکیب با تیتانیوم می‌شود. هنگامی که عملیات حرارتی در اتمسفر اکسید کننده انجام می‌شود، اکسید باید پس از بازپخت در محلول رسوب زدایی مانند مخلوط اسیدهای نیتریک و هیدروفلوریک حذف شود. این اسیدها باید پس از تمیزکاری کاملاً از سطح آب شسته شوند.
شکل دهی ورق استیل 321
این آلیاژ کاملاً در دماهای پایین شکل پذیر است و به راحتی شکل می‌گیرد. برای شکل دهی گرم نیز دمای کاری 2100 - 2300 درجه فارنهایت (1149 –1260 درجه سانتیگراد) برای فورج و سایر فرآیندهای گرم کاری توصیه می‌شود. هم‌چنین توصیه شده این آلیاژ را در دمای زیر 1700 درجه فارنهایت (927 درجه سانتیگراد) شکل دهی نکنید. برای رسیدن به حداکثر مقاومت در برابر خوردگی، مواد باید آب آن را شسته یا کاملاً آنیل شوند. از دیگر انواع ورق های استیل ضد زنگ ، ورق استیل دکوراتیو است، درباره این ورق زیبا و کاربردی بیشتر بدانید.
