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SUS321不銹鋼

更新日期：2020年07月01日
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關(guān)鍵字：SUS321不銹鋼
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在溫度達到800-1500°F（427-816°C），碳化鉻沉淀的條件下，仍能保持良好的抗粒間腐蝕的能力。由于成分中添加了鈦，在碳化鉻形成的情況下，321合金仍然可以保持穩(wěn)定性。
321合金不銹鋼由于其優(yōu)良的機械性能，在高溫環(huán)境下工作很有優(yōu)勢。與304 合金 相比，321 合金不銹鋼具有更好的延展性及抗應(yīng)力斷裂能力。另外，304L 也可用于抗敏 化作用及晶間腐蝕。
一般屬性
合金321（UNS S32100）是一種穩(wěn)定性非常好的不銹鋼。在溫度達到800-1500°F（427-816°C），碳化鉻沉淀的條件下，仍能保持良好的抗粒間腐蝕的能力。由于成分中添加了鈦，在碳化鉻形成的情況下，321合金仍然可以保持穩(wěn)定性。347合金則是由于添加了軻和鉭來保持其穩(wěn)定性。.
321和347合金常用于高溫環(huán)境下800-1500°F（427-816°C）的長期作業(yè)。如果應(yīng)用只涉及焊接或短時間加熱時，用304L代替就可以了。
321和347合金的高溫作業(yè)優(yōu)勢，也有賴于其良好的機械性能。和304， 304L相比，321和347具有更佳的抗蠕變應(yīng)力和抗應(yīng)力破裂性能。這使得在更高一點溫度的時候，這些穩(wěn)定的合金所承受的壓力依然符合美國機械工程學(xué)會鍋爐法規(guī)和壓力容器規(guī)范。因此321和347合金的 使用溫度可達1500°F (816°C)，而304，304L只局限于800°F (426°C)
321和合金347也有碳含量高的品種，它們UNS編號分別為：S32109跟S34709.

化學(xué)成分

編輯
0.08
ASTM A240 和 ASME SA-240:
重量百分比除特別說明外，
表中所列為 大值
碳*
錳
磷
硫
硅
鉻
鎳
鈳+鉭**
鉭
鈦**
鈷
氮
鐵
321
0.08
2.00
0.045
0.030
0.75
17.00-19.00
9.00-12.00
--
--
5x(C+N) 小 0.70 大
--
0.10
剩余部分
347
0.08
2.00
0.045
0.030
0.75
17.00-19.00
9.00-12.00
10xC 小 1.00 大
--
--
-- -- 剩余部分
* H 等級 碳含量為 0.04 ? 0.10%.
**H 等級 限度的穩(wěn)定劑是不同的配方。

耐腐蝕性

編輯
均勻腐蝕
合金321和347具有與不穩(wěn)定的鎳鉻合金304相似的抵擋一般腐蝕的能力。在碳化鉻程度的溫度范圍中的長時間加熱可能會影響合金321和347在惡劣的腐蝕介質(zhì)中的耐蝕性。
在大多數(shù)環(huán)境中，兩種合金的耐蝕性差不多；但退火狀態(tài)下的合金321在強氧化性環(huán)境中的耐蝕性稍遜于經(jīng)退火處理的合金347。因此，合金347在水環(huán)境和其他低溫環(huán)境中更優(yōu)越。暴露于800°F -- 1500°F (427°C -- 816°C)這一溫度范圍時，會使合金321的整體耐蝕性大大差于合金347。合金347主要用于高溫應(yīng)用，高溫應(yīng)用要求材料有強的抗敏化性，以防止在較低溫度的粒間腐蝕。
粒間腐蝕
合金304等不穩(wěn)定的鎳?鋼對粒間腐蝕敏感，而合金321跟合金347就是開發(fā)來應(yīng)用在這方面的。
當(dāng)不穩(wěn)定的鉻鎳鋼被置于溫度為800°F -- 1500°F (427°C -- 816°C)的環(huán)境中或在這一溫度范圍內(nèi)被慢慢冷卻時，碳化鉻在晶界產(chǎn)生沉淀。置于某些腐蝕性強的介質(zhì)時，這些晶界 受侵蝕，也許會弱化金屬的效能，可能發(fā)生完全瓦解。
有機介質(zhì)或若腐蝕性的水劑、牛奶或其他乳制品或大氣條件下，即使存在大量碳化物沉淀，也很少會產(chǎn)生粒間腐蝕。當(dāng)焊接較薄的板材時，因為停留在800°F -- 1500°F (427°C -- 816°C)這一溫度范圍的時間非常短，不容易產(chǎn)生粒間腐蝕，所以不穩(wěn)定的等級都可以勝任了。碳化物沉淀到什么程度是有害的取決于合金暴露于800°F -- 1500°F (427°C -- 816°C)這一溫度范圍的時間長短以及腐蝕介質(zhì)。焊接較厚的板材是盡管加熱時間較長，但由于不穩(wěn)定的L等級，含碳量在0.03%或更低，碳化物的沉淀也不足以對這個等級產(chǎn)生危害。
穩(wěn)定的321和合金347不銹鋼的強抗敏化性和抗粒間腐蝕性通過下表數(shù)據(jù)體現(xiàn)。（銅-硫酸銅-16% 硫酸測試(ASTM A262, Practice E)）。在測試開始前，對鋼廠經(jīng)退火處理的樣品進行1050°F (566°C) 、48小時的均熱光敏熱處理。
應(yīng)力腐蝕龜裂
合金321和347奧氏體不銹鋼對鹵化物中的應(yīng)力腐蝕龜裂敏感，類似于合金304不銹鋼。會出現(xiàn)這一結(jié)果是由于它們的鎳含量相近。導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕龜裂的條件有：(1)暴露于鹵化物離子中（一般是氯化物），(2)殘余張應(yīng)力，(3)環(huán)境溫度超過120°F (49°C)。成形操作中的冷變形或焊接操作中遇到的熱循環(huán)都可能會產(chǎn)生應(yīng)力。退火處理或冷變形之后的消除應(yīng)力熱處理可能會降低應(yīng)力水平。穩(wěn)定的合金321和347適用于消除了應(yīng)力的、可能會對不穩(wěn)定的合金產(chǎn)生粒間腐蝕的操作環(huán)境。
321和347在對不穩(wěn)定的奧氏體不銹鋼（如合金304）產(chǎn)生連多硫酸應(yīng)力腐蝕的環(huán)境中尤其有用。不穩(wěn)定的奧氏體不銹鋼若被暴露于會發(fā)生敏化作用的溫度，會在晶界產(chǎn)生碳化鉻沉淀。在含硫環(huán)境中冷卻至室溫時，硫化物（通常是氫化硫）會與水汽及氧發(fā)生反應(yīng)，形成侵蝕敏化晶界的連多硫酸。在具有應(yīng)力、粒間腐蝕的條件下，連多硫酸應(yīng)力腐蝕龜裂發(fā)生在硫化物普遍存在的煉油環(huán)境中。穩(wěn)定的合金321和347因在升溫操作環(huán)境中具有抗敏化性而解決了連多硫酸應(yīng)力腐蝕龜裂問題。若操作環(huán)境的條件會引起敏化，為使這些合金達到 的抗敏化性，應(yīng)在熱穩(wěn)條件下使用。
點腐蝕/隙腐蝕
穩(wěn)定的合金321和347在含有氯離子的環(huán)境中的耐點蝕性和耐隙蝕性與合金304或304L不銹鋼差不多，因為它們的鉻含量相近。一般而言，對于不穩(wěn)定的及穩(wěn)定的合金，水環(huán)境中的氯化物含量上限為百萬分之一百，尤其是存在隙腐蝕時。較高的氯離子含量會導(dǎo)致隙腐蝕和點腐蝕。若在氯化物含量更高、PH值較低而且/或溫度較高的惡劣條件下，需考慮使用含鉬的合金,如合金316。穩(wěn)定的合金321和347通過了100小時的5%鹽霧測試（ASTM B117），被測樣本沒有產(chǎn)生鐵銹，沒有退色。但是，若把這些合金暴露于來自海洋的鹽霧中，可能會出現(xiàn)點腐蝕、隙腐蝕和嚴(yán)重變色。不推薦把合金321和347暴露于海洋環(huán)境中。

高溫抗氧化性

編輯
321不銹鋼的抗氧化性可與其它18-8奧氏體不銹鋼媲美。把樣本暴露于高溫的實驗室大氣中。定期把樣本從高溫環(huán)境中拿出稱重，可推算出銹皮形成的程度。測試結(jié)果通過重量變化(毫克/平方厘米)來表示，取兩個不同被測樣本的 小值的平均值。
上一個：BMn3-12錳白銅

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