321 vs 347 roostevaba teras: stabiliseeritud kõrgel{2}}temperatuuril sulamid võrreldes

 

Millised on keemilised koostised, põhiomadused ja tüüpilised rakendused?
Mõlemad sulamid põhinevad 18% kroomil ja 9-11% niklil. Klass 321 (UNS S32100) on stabiliseeritud titaaniga, klass 347 (UNS S34700) aga kasutab stabiliseerimiseks nioobiumi (kolumbiumi). See hoiab ära kroomkarbiidi sadestumise keevitamise ajal. Need pakuvad head oksüdatsioonikindlust kuni umbes 900 kraadini . 321 kasutatakse sageli õhusõidukite väljalaskesüsteemides, termilistes oksüdeerijates ja paisumislõõtsa. 347 eelistatakse rafineerimistehaste kütteseadmetes, kõrgtemperatuurilistes keemilistes reaktorites ja elektritootmiskomponentides selle roometugevuse tõttu.

Kuidas stabiliseeriva elemendi valik mõjutab nende jõudlust?
Titaan 321-s ja nioobium 347-s ühinevad mõlemad süsinikuga, vältides kroomi ammendumist. Kuid nioobiumkarbiidid on väga kõrgetel temperatuuridel (üle 800 kraadi) stabiilsemad. See annab 347 suurepärase vastupidavuse roomamisele ja "kuumkõvenemisele" pika aja jooksul. Tsüklilise kuumutamise ja jahutamise korral peab 347 stabiliseeritud struktuur paremini vastu ka tera piiride lagunemisele kui 321, muutes selle töökindlamaks nõudlikes termotsüklilistes rakendustes.

Millistes keskkondades on 347 selge ja vajalik valik 321 asemel?
Valige 347, kui komponent töötab pinge all pidevalt üle 800 kraadi, näiteks ülekuumendi torudes, ahju kiirgustorudes või kõrgsurvekatla osades. Seda eelistatakse ka tugevalt oksüdeerivates keskkondades ja rakendustes, mis hõlmavad lämmastikhapet. Vahelduva kõrge temperatuuriga{5}}teeninduse või vähem tõsiste termiliste tsüklite jaoks (nt väljalaskekollektorites või teatud soojusvahetites) tagab 321 piisava jõudluse potentsiaalselt madalamate kuludega.

Mida peaksid tootjad nende klasside keevitamisel silmas pidama?
Mõlema klassi keevitamiseks on vaja standardseid austeniitprotseduure, kuid tähelepanu tuleb pöörata soojuse sisendile. 321 puhul võib ebapiisav kaitsegaas põhjustada titaani oksüdeerumist, vähendades selle stabiliseerivat toimet keevisõmbluses. 347 jaoks kasutatakse standardseid nioobium{4}}stabiliseeritud täiteaineid (nt ER347). Keevisõmbluse järel{9}}kuumtöötlus pole õhukeste lõikude puhul üldjuhul vajalik, kuid paksude keevisõmbluste puhul agressiivses keskkonnas võib optimaalse korrosioonikindluse taastamiseks soovitada lahusega lõõmutamist.

Millised lõplikud tegurid peaksid määrama valiku 321 ja 347 vahel?
Tehke otsuse aluseks töötemperatuur, stress ja õhkkond. Temperatuuride puhul, mis mehaanilise koormuse korral püsivad üle 800 kraadi, määrake 347. Mõõdukate temperatuuride (600–800 kraadi) ja kulu puhul piisab sageli 321-st. Vaadake alati üle rakenduse konkreetne keemiline ja termiline keskkond ning tutvuge asjakohaste tööstusharu koodidega (nt ASME) rõhu- ja kõrgtemperatuuri{9}}teenuste heakskiidetud materjalide kohta.