Acero inoxidable 304 versus acero inoxidable 321

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Tanto el grado 304 como el 321 pertenecen al acero inoxidable austenítico de la serie 300. Son similares en resistencia a la corrosión, resistencia, dureza y rendimiento de soldadura, pero el 321 se utiliza principalmente en condiciones de resistencia al calor de 500-600 ℃. El acero inoxidable 321H es la versión baja en carbono del 321, es el acero resistente al calor comúnmente utilizado, cuyo contenido de carbono es ligeramente superior al del 321. acero 304 Es una alternativa al acero inoxidable 321 donde se requiere resistencia a la corrosión intergranular en lugar de resistencia a altas temperaturas.

En cierto modo, el acero inoxidable grado 321 es una nueva versión basada en grado 304 agregando Ti para mejorar la resistencia a la corrosión del límite de grano y la resistencia a altas temperaturas. Como elemento estabilizador, el elemento Ti controla la formación de carburo de cromo de manera efectiva, lo que hace que el 321 tenga una resistencia robusta a altas temperaturas, incluso mucho mejor que el 304, 316L. Un mayor contenido de níquel hace que el acero inoxidable 321 tenga buena resistencia a la abrasión en diferentes concentraciones y temperaturas de ácidos orgánicos, especialmente en medios oxidantes. 321 acero inoxidable tiene mejores propiedades mecánicas de tensión de ruptura y resistencia a la fluencia que el acero inoxidable 304. Permítanme mostrarles exactamente la diferencia entre ellos con las dos tablas a continuación.

 

Composición química de 304, 321, 321H

Los grados C Si Minnesota cr Ni S PAG norte Ti
304 0.08 1.0 2.0 18,0～20,0 8,0~10,5 0.03 0.045 / /
321 0.08 1.0 2.0 17.0-19.0 9.0-12.0 0.03 0.045 0.1 5C-0.70
321H 0.04-0.1 1.0 2.0 17.0-19.0 9.0-12.0 0.03 0.045 0.1 0.16-0.7

 

Propiedad mecánica de 304 y 321

Los grados Resistencia a la tracción, Mpa Límite elástico, Mpa Alargamiento, % Dureza, HB
304 ≥520 205-210 ≥40≥40 HB187
321 ≥520 ≥205   HB187

 

Como se puede ver en la tabla anterior, el acero inoxidable 321 contiene titanio y más níquel (Ni) que el 304. Según ASTM A182, el contenido de Ti no debe ser inferior a 5 veces el contenido de carbono (C), pero no más de 0,7%. Ti puede prevenir la sensibilización del acero inoxidable y mejorar la vida útil a altas temperaturas, es decir, grado 321 es más adecuado para fabricar contenedores de ácido resistentes al desgaste, equipos resistentes al desgaste y tuberías de transporte u otras piezas que el acero inoxidable 304 en ambientes de alta temperatura.

El acero inoxidable 304 y 321 se puede utilizar para campos químicos, de petróleo y gas y automotrices. El grado 304 es acero inoxidable de uso general y tiene las aplicaciones más amplias en la familia del acero inoxidable, como vajillas, gabinetes, calderas, autopartes, aparatos médicos, materiales de construcción, productos químicos, industria alimentaria, agricultura, transporte marítimo, transporte de petróleo, etc. en. El grado 321 se utiliza en campos químicos, de carbón y petróleo donde se requiere resistencia a la corrosión del límite de grano y propiedades de alta temperatura, como tubos de combustión de escape de aceite, tubos de escape de motores, recintos de calderas, intercambiadores de calor, componentes de hornos, componentes de silenciadores de motores diesel, recipientes a presión de calderas. , tanques de transporte de químicos, juntas de expansión, tuberías de hornos, etc.

¿Por qué la tubería de acero inoxidable necesita recocido por solución?

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El recocido en solución también se conoce como recocido en solución de carburo, es un proceso que calienta la pieza de trabajo a 1010 ℃ o más para eliminar la precipitación de carburo (carbono de la solución sólida de acero inoxidable), y luego se enfría rápidamente, generalmente, enfriamiento con agua y el carburo regresó a la solución sólida de acero inoxidable. El tratamiento de recocido en solución se puede aplicar al acero aleado y al acero inoxidable. Para acero inoxidable 304 Piezas fundidas, el tratamiento con solución puede producir una microestructura uniforme sin impurezas de carburo. Generalmente, el tubo de acero inoxidable se calienta a aproximadamente 950 ~ 1150 ℃ durante un tiempo prolongado para que el carburo y varios elementos de aleación se disuelvan completa y uniformemente en austenita, y luego se enfría rápidamente con agua para obtener una estructura de austenita pura debido al carbono y otras aleaciones. elementos a la precipitación tardía. Surge la pregunta: ¿por qué la tubería de acero inoxidable necesita recocido por solución? En primer lugar, debe conocer la función del proceso de recocido en solución.

Estructura metalográfica uniforme

Esto es especialmente importante para las materias primas. Las inconsistencias en la temperatura de laminación y la velocidad de enfriamiento de los tubos de acero laminados en caliente causan las mismas consecuencias en la estructura. Cuando la actividad atómica aumenta a altas temperaturas, σ se disuelve y la composición química tiende a ser uniforme, luego se obtiene una estructura monofásica uniforme después de un enfriamiento rápido.

 

Eliminación del endurecimiento por trabajo.

El tratamiento con solución sólida restaura la red retorcida y recristaliza el grano roto. La tensión interna y la resistencia a la tracción del tubo de acero se reducen mientras que la tasa de alargamiento aumenta para facilitar el trabajo continuo en frío.

 

Mayor resistencia a la corrosión

La resistencia a la corrosión del acero inoxidable disminuye con la precipitación del carburo, y la resistencia a la corrosión del tubo de acero vuelve a ser óptima después del tratamiento con solución sólida. La temperatura, el tiempo de mantenimiento y la velocidad de enfriamiento son los factores más importantes en el tratamiento en solución del acero inoxidable.

La temperatura de la solución sólida depende de la composición química. En términos generales, la temperatura de la solución sólida debe aumentarse correspondientemente para el grado con más elementos de aleación y alto contenido, especialmente para el acero con un alto contenido de manganeso, molibdeno, níquel y silicio. Sólo elevando la temperatura de la solución sólida y disolviéndola completamente se puede lograr el efecto suavizante.

Sin embargo, existen algunas excepciones, como el 316Ti. Cuando la temperatura de la solución sólida es alta, el carburo de los elementos estabilizados se disuelve completamente en la austenita, que precipitará en el límite del grano en forma de Cr23C6 y provocará corrosión intergranular en el enfriamiento posterior. Se recomienda la temperatura más baja de la solución sólida para evitar que el carburo (TiC y Nbc) de los elementos estabilizadores se descomponga y la solución sólida.

 

¿Por qué se corroe el acero inoxidable?

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Como todos sabemos, acero inoxidable tiene la capacidad de resistir la oxidación atmosférica, es decir, no se oxida, sino que también se corroe en el medio como ácido, álcali y sal, es decir, resistencia a la corrosión. Sin embargo, la resistencia a la corrosión del acero inoxidable es condicional, es decir, el acero inoxidable en un determinado medio es resistente a la corrosión, pero en otro medio puede destruirse. En consecuencia, ningún acero inoxidable es resistente a la corrosión en todos los entornos.

El acero inoxidable puede proporcionar una excelente resistencia a la corrosión en diversas industrias; estrictamente hablando, muestra una excelente resistencia a la corrosión en la mayoría de los medios, pero es excepcional en algunos medios debido a su baja estabilidad química y corrosión. Por lo tanto, el acero inoxidable no puede ser resistente a la corrosión en todos los medios excepto en fallas mecánicas. La corrosión de acero inoxidable Se manifiesta principalmente como una forma grave de corrosión del acero inoxidable: corrosión local (es decir, fisuración por corrosión bajo tensión, picaduras, corrosión intergranular, fatiga por corrosión y corrosión por grietas). Esta corrosión local causa casi la mitad de las fallas. Para entender por qué se corroe el acero inoxidable, primero debemos entender el tipo de corrosión del acero inoxidable.

 

Fisuración por corrosión bajo tensión (SCC)

El agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) es la falla del acero inoxidable sometido a tensión en un ambiente corrosivo debido a la expansión de un grano fuerte. El SCC tiene una morfología de fractura frágil y puede ocurrir en materiales con alta tenacidad en presencia de tensión de tracción (ya sea tensión residual o tensión aplicada o ambas) y medios corrosivos. En el microtérmino, las fisuras a través del grano se denominan fisuras transgranulares, y las fisuras a lo largo del gráfico de expansión del límite de grano se denominan fisuras intergranulares, cuando el SCC se extiende a una profundidad (esfuerzo de carga en la sección de materiales para lograr su esfuerzo de fractura) en el aire, acero inoxidable como grieta normal (en material dúctil, generalmente a través de agregación de defectos microscópicos) y desconexión.

Por lo tanto, la sección de una pieza que ha fallado debido al agrietamiento por corrosión bajo tensión contendrá áreas caracterizadas por agrietamiento por corrosión bajo tensión y áreas de “hoyuelos” asociadas con la polimerización que ha sido ligeramente defectuosa.

 

Corrosión por picadura

La corrosión por picaduras se refiere a la corrosión local leve o poco corrosiva en la superficie de los materiales metálicos. El tamaño del punto de picadura común es inferior a 1,00 mm y la profundidad suele ser mayor que la abertura de la superficie, que puede ser una picadura o una perforación poco profunda.

 

Corrosión intergranular

Corrosión intergranular: Dislocación desordenada de granos en el límite entre diferentes granos y, por lo tanto, una zona favorable para la segregación de elementos solutos o precipitación de compuestos metálicos como carburos y fases δ en aceros. Por lo tanto, en algunos medios corrosivos, es común que los límites de los granos se corroan primero, y la mayoría de los metales y aleaciones pueden presentar corrosión intergranular en ciertos medios corrosivos.

 

Corrosión por grietas

La corrosión por grietas se refiere a la aparición de corrosión moteada en las grietas de las piezas de acero inoxidable, que es un tipo de corrosión local. Puede ocurrir en las grietas del estancamiento de la solución o en la superficie de protección. Tales espacios pueden formarse en uniones de metal con metal o de metal con no metal, por ejemplo, en remaches, pernos, juntas, asientos de válvulas y depósitos superficiales sueltos.

 

Corrosión general

Corrosión uniforme en la superficie del acero inoxidable. Los aceros inoxidables pueden presentar corrosión generalizada en ácidos y bases fuertes. Cuando se produce corrosión general, los aceros inoxidables se adelgazan gradualmente e incluso fallan, lo que no es una gran preocupación porque dicha corrosión generalmente se puede predecir mediante una simple prueba de inmersión. Se puede decir que el acero inoxidable se refiere a la resistencia a la corrosión del acero en la atmósfera y en un medio de corrosión débil, la tasa de corrosión es inferior a 0,01 mm/año, es decir, "completamente resistente a la corrosión"; Los aceros inoxidables con índices de corrosión inferiores a 0,1 mm/año se consideran “resistentes a la corrosión”.