Acero inoxidable 304 VS 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, fuerza, dureza y rendimiento de soldadura, pero 321 se usa principalmente en la condición de resistencia al calor de 500-600 ℃. El acero inoxidable 321H es la versión con bajo contenido de carbono del 321, es el acero resistente al calor de uso común, cuyo contenido de carbono es ligeramente superior a los 321 grados. 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 una buena resistencia a la abrasión en diferentes concentraciones y temperaturas de ácidos orgánicos, especialmente en medios oxidantes. acero inoxidable 321 tiene mejor propiedad de rotura por tensión y resistencia a la fluencia mecánica de tensión que el acero inoxidable 304. Permítanme mostrar exactamente la diferencia entre ellos con las dos tablas siguientes.

 

Composición química de 304, 321, 321H

grados C Si Mn Cr Ni S P N 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

grados Resistencia a la tracción, Mpa Fuerza de producción, Mpa Elongación,% Dureza, HB
304 ≥ 520 205 - 210 ≥40 ≥40 HB187
321 ≥ 520 ≥ 205   HB187

 

Como puede verse en la tabla anterior, el acero inoxidable 321 contiene titanio y más níquel (Ni) que 304, de acuerdo con ASTM A182, el contenido de Ti no debe ser menos de 5 veces el contenido de carbono (C), pero no más de 0.7%. El Ti puede prevenir la sensibilización del acero inoxidable y mejorar la vida útil a alta temperatura, es decir, grado 321 es más adecuado para la fabricación de contenedores de ácido resistentes al desgaste, equipos resistentes al desgaste y tuberías de transporte u otras piezas que el acero inoxidable 304 en entornos de alta temperatura.

Los aceros inoxidables 304 y 321 se pueden utilizar en los campos químico, petrolero y de gas, automotriz. El grado 304 es de acero inoxidable de uso general y tiene las aplicaciones más extensas 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 de productos químicos, carbón y petróleo donde se requiere resistencia a la corrosión de los límites del grano y propiedades de alta temperatura, como tubos de combustión de escape de aceite, tubos de escape de motor, recintos de calderas, intercambiadores de calor, componentes de hornos, componentes de silenciadores de motores diesel, recipientes a presión de calderas , tanques de transporte de productos químicos, juntas de expansión, tubos de hornos, etc.

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

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El recocido de solución también se conoce como recocido de 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 de aleación y al acero inoxidable. por acero inoxidable 304 fundición, el tratamiento de la 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 hacer 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 de solución? En primer lugar, debe conocer la función del proceso de recocido de 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 laminado en caliente provocan 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, se obtiene una estructura uniforme de una sola fase después de un enfriamiento rápido.

 

Eliminación del endurecimiento por trabajo

El tratamiento con solución sólida restaura la retícula retorcida y recristaliza el grano partido. 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 en frío continuo.

 

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 de la solución para el acero inoxidable.

La temperatura de la solución sólida depende de la composición química. En términos generales, la temperatura de la solución sólida debería 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. Solo elevando la temperatura de la solución sólida y haciéndola completamente disuelta se puede lograr el efecto suavizante.

Sin embargo, existen algunas excepciones, como 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 se disuelva.

 

¿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, pero 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 medio determinado es resistente a la corrosión, pero en otro medio puede destruirse. En consecuencia, nadie de acero inoxidable es resistente a la corrosión en todos los entornos.

El acero inoxidable puede proporcionar una excelente resistencia a la corrosión en varias industrias, estrictamente hablando, muestran 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 para todos los medios, excepto las fallas mecánicas. La corrosión de acero inoxidable se manifiesta principalmente como una forma grave de corrosión del acero inoxidable que es la corrosión local (es decir, agrietamiento 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 comprender por qué se corroe el acero inoxidable, primero debemos comprender el tipo de corrosión del acero inoxidable.

 

Agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC)

El agrietamiento por corrosión por tensión (SCC) es la falla del acero inoxidable sometido a tensión en un ambiente corrosivo debido a la expansión de 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 micro término, la grieta a través del grano llamada grieta transgranular, y las grietas a lo largo del gráfico de expansión del límite del grano llamada grieta intergranular, cuando el SCC se extendió a una profundidad (carga de esfuerzo en la sección de materiales para lograr su esfuerzo de fractura) en el aire, acero inoxidable como una grieta normal (en material dúctil, generalmente a través de agregación microscópica de defectos) y desconectar.

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 levemente defectuosa.

 

Corrosión por picadura

La corrosión por picaduras se refiere a la corrosión local más leve o dispersa en la superficie de los materiales metálicos. El tamaño del punto común de picadura es menor de 1.00 mm, y la profundidad es a menudo mayor que la apertura de la superficie, que puede ser un pozo de picadura poco profundo o una perforación.

 

Corrosión intergranular

Corrosión intergranular: Una dislocación desordenada de granos en el límite entre diferentes granos y, por lo tanto, una zona favorable para la segregación de elementos solutos o la precipitación de compuestos metálicos como carburos y fases δ en aceros. Por lo tanto, en algunos medios corrosivos, es común que los bordes 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. Dichos 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 ocurre la corrosión general, los aceros inoxidables se adelgazan gradualmente e incluso fallan, lo cual 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 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 tasas de corrosión inferiores a 0.1 mm / año se consideran "resistentes a la corrosión".