На рынке представлен широкий выбор листовой стали с разными параметрами и эксплуатационными свойствами. Сплав марки AISI 321- это одна из разновидностей легированных сталей в ее химический состав входят никель и титан, причем в довольно большем объеме. Эти добавки определяет некоторые ее характеристики.
Легирование сплавов - это не самый простой технический процесс. Легирование подразумевает добавку в основной металл различных химических веществ для изменения определенные параметры.
Стоимость листовой стали, полученной из AISI 321, превышает цену аналогичных изделий из конструкционных сталей. Рост стоимости обусловлен наличием большого количества титана и никеля. Но, несмотря на это, приобретение такого материала, позволяет сэкономить значительные средства в дальнейшем.
Материал этого класса допускает эксплуатацию изделий из него при температурах от 400 до 800 градусов. Металлопрокат может обладать поверхностью разного типа - блестящей, матовой, отшлифованной. Листовой прокат, изготовленный из AISI 321, имеет высокую пластичность и это при изготовлении при изготовлении продукции, получать из него детали сложной конфигурации, изготавливается по европейским нормам EN 10088-1, EN 10088-2 или американскому стандарту ASTM A-240 и ASTM 240-M.
С этим листовым металлопрокатом достаточно комфортно работать. Он может быть поставлен как в виде листа, так и в виде рулона.
В отличие от других коррозионных сталей нержавеющий лист AISI 321 отлично сваривается, как правило, для этой операции применяют сварку газом, особенно если изделие будет размещено в слабо коррозионной среде.
Сорт стали AISI 321, является логическим развитием стали 304. Для повышения ее параметров в состав был введен титан. Итогом такой операции стало появление стали, вобравшей в себя лучшие параметры основной стали (304), но добавилась прочность, усилилась стойкость к ржавлению, особенно под действием высоких температур. Для выпуска нержавеющего листа AISI 321 разработаны и прошли многократную проверку временем два способа: холодный и горячий прокат. Эти способы полностью отвечают требованиям стандарта EN 10088-2 (ЕС), и нормативам, принятым в США ASTM A 240 и ASME SA-240.
В случае если для производства листа будет использовать технологию холодного проката, то можно быть уверенным в том, что поверхность такого листа будет обладать высоким качеством и хорошими прочностными параметрами.
Вместе с этим, такая технология обладают некоторыми недостатками, в частности:
Холодный прокат достаточно сложен для реализации на практике.
Для выполнения ряда операций потребуется использование специализированного станочного оборудования с высокой мощностью. Получение листа таким способом отличается высокой стоимости.
Горячекатаный метод полностью отвечает требованиями EN 10088-2 (ЕС) и ASTM A 240 (США) и позволяет получать листы большой толщины, эти листы отличает высокая гибкость и малая стоимость.
Нержавеющий лист AISI 321, изготовленный методом горячего проката, не обладает однородной структурой. Вследствие, этого, физико-технические параметры не отличаются постоянством. Кроме этого, горячекатаный прокат обладает более низкой шероховатостью в сравнении с листами холоднокатаными.
Листовой прокат, изготовленный из AISI 321 2B или AISI 321 1D, имеет матовую поверхность.
В коллекторных устройствах двигателей внутреннего сгорания рабочая температура поднимается до 600 градусов. Сплав AISI 321 имеет такие параметры, именно они позволяют работать этому устройству при такой температуре довольно продолжительное время. При минусовой температуре до -270 градусов этот сплав не изменяет своих параметров.
Листы из этой марки стали, кстати в ЕС, а в частности в Германии ее аналогом являются марки 1.4541, 1.4878, X12CrNiTi18-9, могут быть использованы для работы в средах с высокой содержанием паров кислоты. Нержавейка может быть использована в атмосфере с содержанием таких кислот как:
Но при этом, их скопление не должно быть большим, а температуры достаточно низкими. В диапазоне средних температур листовой прокат из AISI 321 может быть использован в условиях с содержанием яблочной, лимонной или уксусной кислоты.
Нержавейка может использоваться в условиях, в которых существует азотная кислота. Сплав этого типа обладает стойкостью к ржавлению и отличается хорошей свариваемостью.
Листы, произведенные из сплава AISI 321 стойко переносят воздействие химической или электрохимической коррозии. Это аустенитный сплав, который обогащен титаном и отличается стойкостью к действию высокой температуры. Этот сплав не магнитится. Высоколегированные стали применяют для создания конструкций с применением сварки. Они отличаются длительным сроком эксплуатации. Их такого материала производят изделия, способные выдерживать высокие нагрузки, под воздействием температуры и высокой влажности.
В листовом материале, произведенного из качественных сталей, объем титана больше объем углерода в 5 раз. Присутствие титана повышает качество сварки, получаемого во время выполнения сварных работ.
Сам процесс сварки отличается сложностью, его проведение возможно при наличии высоких температур. Следует отметить, что сварные швы не требуют дополнительной термической или механической обработки. Требуется только провести очистку поверхности.
Наличие титана в составе сплава препятствует получению зеркальной поверхности после шлифовальной обработки.
Аналогом стали AISI 321, на территории Российской федерации выступает сплав под названием 08Х18Н10Т или 12Х18Н10Т. Эти сорта обладают схожими параметрами, их применяют для работы в широком диапазоне температуры. Так как и этих сортов стали, низкий коэффициент теплового расширения, их применяют для производства криогенного оборудования. Кроме этого, из них производят печи, работающие при относительно низких температурах – до 800 градусов.
Этот материал носит название AISI 321. Его расшифровывают следующим образом:
Буквы говорят об организации, разработавшей этот документ. В нашем случае AISI – это институт сталей и сплавов, расположенный на территории США.
Цифры показывают характеристики сплава. По параметрам, этот сплав 321, близок к AISI 304, иногда ее называют нержавеющая сталь А2.
Высокую свариваемость 321 стали обеспечивает титан в химсоставе сплава. Швы из этого материала отличаются высокой прочностью. В химсостав сплава входят в следующие вещества:
В России этот материал носит маркировку 12Х18Н10Т. Она расшифровывается следующим образом:
«12» - говорит о количестве углерода, этот параметр измеряют в сотых долях процента.
«Х18» - показывает объем хрома, входящего в структуру сплава, оно составляет 18%. Это вещество поднимает устойчивость стали к ржавлению.
«Н10» - говорит об объеме никеля в сплаве 10%. Никель обеспечивает допустимость применения этого сплава в средах с высокой кислотностью. Так же, как хром, никель поднимает стойкость стали к ржавлению.
О количестве титана говорит литера «Т», так число после этого символа отсутствует число, то это значит, что его содержится менее 1%. Наличие титана повышает прочность и снижет межкристаллическую коррозию.
В маркировке этого сплава отражены элементы, которые определяют ключевые параметры этого сплав. Для того чтобы понять, какие компоненты еще входят необходимо ознакомится с ГОСТ5632-72. В нем отражён, полный химический состав этого материла.
При проектировании сплава инженеры руководствовались тем, что собранные из этого металлопроката изделия, в состоянии долгое время эксплуатироваться без потерь эксплуатационных параметров в химически активных средах при этом материал этого класса не должен подвергаться действию химической коррозии.
Сталь AISI 321 обладает следующими параметрами:
Нержавейка отличается стойкостью к ржавлению, и это допускает применять изделия из нее произведенные в условиях повышенной температуры и влажности. Из этого сплава выпускают емкости, для изготовления и хранения химически агрессивных веществ.
Понимая правила расшифровки названия материала, инженер, прочитав обозначение сплава, всегда поймет, какими параметрами обладает тот или иной сплав и где его можно задействовать.
AISI 321, и её аналог 12Х18Н10Т, это хромоникелевые сплавы, обладающей аустенитной структурой, придающей сплаву стойкость к тепловому воздействию к воздействию различных химикатов.
Нержавейка не магнитится, готовое изделие из этой стали не требует термической обработки, из-за того, что в состав стали входит достаточное количество углерода и это обуславливает применение деталей из этого материала при температуре до 800 градусов. Детали из этого материала не деформируется при высоких нагрузках, и сохраняет свои эксплуатационные параметры. Легирование титаном значительно поднимет себестоимость стали, но это оправдывает затраты, так как, в результате получается сплав, имеющий высокими эксплуатационными характеристиками. Стоимость этой стали довольно высока, но с другой стороны ее параметры позволяют создавать сооружения, способные в течение длительного отрезка времени использоваться в жестких условиях как в производственном помещении, так и на открытом пространстве.
Параметры этой стали обусловили широкое применение в производстве и строительстве. Этот материл отменно, показал себя там, где существуют повышенные температуры, избыточный напор и высокая влажность, и имеется возможность появления электрохимической коррозии.
Этот сплав широко применяется в:
Детали и узлы из AISI 321 выполняют свои функциональные обязанности, контактируя с азотной и рядом иных кислот. Сплав не подвергается воздействию неорганических растворителей.
Для обработки заготовок в нагретом режиме, температура должна лежать в пределах от 950 до 1250 градусов. Для нагрева придется затратить времени в 12 раз больше чем традиционные стали. Охлаждение должно проводиться также медленно. Это необходимо для того, что бы углерод равномерно распределился структуре металла.
Готовые детали могут быть использованы в температурном диапазоне в 600 градусов. Правда, допускается кратковременный подъем температуры до уровня 800 градусов. В таких режимах, сплав не изменяет свои параметры.
Формирование деталей выполняют с применением оборудования, предназначенного для углеродистых сталей. Но, например, для обработки давлением потребуется использовать в два раз большее давление. Этот материал, может быть подвержен следующим операциям:
Этот материал был разработан в целях создания сплава, детали из которого отличались отличной свариваемостью. Из стали этого сорт производят конструкции, имеющие длительный срок работы.
В отличие от AISI 304 и AISI 304L, сталь 321, сваривать несколько сложнее, но шов получается довольно высокого качества. Это обусловлено пластичностью и стойкости к возникновению межкристаллической коррозии
Для сваривания применяют NB электрод 347 серии. Он отличается высокой сопротивляемостью к ползучести при температурах более 400 градусов. После выполнения сварочных работ, нет необходимости какой – либо механической обработке. Перед выполнением сварочных работ существует необходимость подготовки кромок, то есть их надо очистить. Для этого применяют смеси нескольких кислот, например, азотной и плавиковой или серной и азотной.
Как и многие аналогичные материалы AISI 321 для производства деталей разной формы и назначения, деталей корпусов. Ее применяют для гарантии безопасности предметов с более низким температурным пределом.
Температура испытаний, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж /см2) |
Закалка 1050-1100 °С, охлаждение на воздухе | |||||
20 | 225-315 | 550-650 | 46-74 | 66-80 | 215-372 |
500 | 135-205 | 390-440 | 30-42 | 60-70 | 196-353 |
550 | 135-205 | 380-450 | 31-41 | 61-68 | 215-353 |
600 | 120-205 | 340-410 | 28-38 | 51-74 | 196-358 |
650 | 120-195 | 270-390 | 27-37 | 52-73 | 245-353 |
700 | 120-195 | 265-360 | 20-38 | 40-70 | 255-353 |
Температура испытания, °С | Предел ползучести, МПа | Скорость ползучести %/ч | Предел длительной прочности, МПа, не менее | Длительность испытания, ч |
600 | 74 | 1/100000 | 147 | 10000 |
650 | 29-39 | 78-98 |
Температура +20 °С | Температура -40 °С | Температура -75 °С | Термообработка |
284 | 305 | 322 | Стальной лист толщиной 20 мм в состоянии покоя |
Время, ч | Температура, °С | KCU, Дж/см |
Исходное состояние | 274 | |
5000 | 600 | 186-206 |
5000 | 650 | 176-196 |
Среда | Температура, ºС | Группа стойкости |
Воздух | 650 | 2-3 |
750 | 4-5 |
Свариваемость: | без ограничений. |
Флокеночувствительность: | не чувствительна. |
Температура 0С | E 10-5 (МПа) | a 10 6 (1/Град) | l (Вт/(м·град)) | r (кг/м3) | C (Дж/(кг·град)) | R 10 9 (Ом·м) |
20 | 1.98 | 15 | 7920 | 725 | ||
100 | 1.94 | 16.6 | 16 | 462 | 792 | |
200 | 1.89 | 17 | 18 | 496 | 861 | |
300 | 1.81 | 17.2 | 19 | 517 | 920 | |
400 | 1.74 | 17.5 | 21 | 538 | 976 | |
500 | 1.66 | 17.9 | 23 | 550 | 1028 | |
600 | 1.57 | 18.2 | 25 | 563 | 1075 | |
700 | 1.47 | 18.6 | 27 | 575 | 1115 | |
800 | 18.9 | 26 | 596 | |||
900 | 19.3 |
Россия | 12Х18Н10Т, Х18Н10Т, 08Х18Г8Н2Т, 10Х14Г14Н4Т, 12Х17Г9АН4, 08Х22Н6Т, 08Х17Т, 15Х25Т, 12Х18Н9Т |
Германия | 1.4541, 1.4878, X10CrNiTi18-10, X12CrNiTi18-9, X6CrNiTi18-10 |
Япония | SUS321 |
Франция | Z10CNT18-10, Z10CNT18-11, Z6CNT18-10, Z6CNT18-12 |
Англия | 321S31, 321S51, 321S59, LW18, LW24, X6CrNiTi18-10 |
Евросоюз | 1.4541, 1.4878, X10CrNiTi18-10, X6CrNiTi18-10KT |
Италия | X6CrNiTi18-11, X6CrNiTi18-11KG, X6CrNiTi18-11KT |
Испания | F.3523, X6CrNiTi18-10 |
Китай | 0Cr18Ni10Ti, 0Cr18Ni11Ti, 0Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni11Ti, H0Cr20Ni10Ti |
Швеция | 2337 |
Болгария | 0Ch18N10T, Ch18N12T, Ch18N9T, X6CrNiTi18-10 |
Венгрия | H5Ti, KO36Ti, KO37Ti, X6CrNiTi18-10 |
Польша | 0H18N10T, 1H18N10T, 1H18N12T, 1H18N9T |
Румыния | 10TiNiCr180, 12TiNiCr180 |
Чехия | 17246, 17247, 17248 |
Австрия | X6CrNiTi18-10KKW, X6CrNiTi18-10S |
Австралия | 321 |
Юж.Корея | STS321, STS321TKA, STSF321 |