Acier inoxydable 304 VS Acier inoxydable 321

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Les nuances 304 et 321 appartiennent à l'acier inoxydable austénitique de la série 300. Ils sont similaires en termes de résistance à la corrosion, de résistance, de dureté et de performances de soudage, mais le 321 est principalement utilisé dans des conditions de résistance à la chaleur de 500 à 600 ℃. L'acier inoxydable 321H est la version à faible teneur en carbone de 321, est l'acier résistant à la chaleur couramment utilisé, dont la teneur en carbone est légèrement supérieure à 321 grades. Acier 304 est une alternative à l'acier inoxydable 321 où une résistance à la corrosion intergranulaire plutôt qu'une résistance à haute température est requise.

D'une certaine manière, l'acier inoxydable de grade 321 est une nouvelle version basée sur grade 304 en ajoutant Ti pour améliorer la résistance à la corrosion de la limite des grains et la résistance à haute température. En tant qu'élément stabilisant, l'élément Ti contrôle efficacement la formation de carbure de chrome, ce qui rend le 321 a une résistance robuste à haute température, même bien meilleure que le 304, 316L. Une plus grande teneur en nickel rend l'acier inoxydable 321 a une bonne résistance à l'abrasion à différentes concentrations et températures d'acides organiques, en particulier dans les milieux oxydants. acier inoxydable 321 a une meilleure propriété de rupture de contrainte et une meilleure propriété mécanique de contrainte de résistance de fluage que l'acier inoxydable 304. Permettez-moi de vous montrer exactement la différence entre eux avec les deux tableaux ci-dessous.

 

Composition chimique de 304, 321, 321H

Notes 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

 

Propriété mécanique des 304 et 321

Notes Résistance à la traction, Mpa Limite d'élasticité, Mpa Allongement,% Dureté, HB
304 ≥ 520 205-210 40≥40 HB187
321 ≥ 520 ≥ 205   HB187

 

Comme le montre le tableau ci-dessus, l'acier inoxydable 321 contient du titane et plus de nickel (Ni) que 304, selon ASTM A182, la teneur en Ti ne doit pas être inférieure à 5 fois la teneur en carbone (C), mais pas plus de 0.7%. Ti peut empêcher la sensibilisation de l'acier inoxydable et améliorer la durée de vie à haute température, c'est-à-dire grade 321 convient mieux à la fabrication de conteneurs d'acide résistants à l'usure, d'équipements résistants à l'usure et de tuyaux de transport ou d'autres pièces que l'acier inoxydable 304 dans un environnement à haute température.

L'acier inoxydable 304 et 321 peut être utilisé dans les domaines de la chimie, du pétrole et du gaz et de l'automobile. La nuance 304 est l'acier inoxydable à usage général et a les applications les plus étendues de la famille de l'acier inoxydable, telles que la vaisselle, les armoires, les chaudières, les pièces automobiles, les appareils médicaux, les matériaux de construction, les produits chimiques, l'industrie alimentaire, l'agriculture, l'expédition, le transport du pétrole, etc. sur. La nuance 321 est utilisée dans les champs chimiques, houillers et pétroliers où la résistance à la corrosion des limites des grains et aux propriétés à haute température est requise, comme les tuyaux de combustion d'échappement d'huile, les tuyaux d'échappement de moteur, les enceintes de chaudière, les échangeurs de chaleur, les composants de four, les composants de silencieux de moteur diesel, les récipients sous pression de chaudière , réservoirs de transport de produits chimiques, joints de dilatation, tuyaux de four, etc.

Pourquoi le tuyau en acier inoxydable a-t-il besoin d'un recuit de solution?

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Le recuit en solution est également appelé recuit en solution de carbure, est un processus qui chauffe la pièce à travailler à 1010 ℃ ou plus pour éliminer la précipitation de carbure (carbone de la solution solide en acier inoxydable), puis il s'agit d'un refroidissement rapide, généralement une trempe à l'eau et le carbure est retourné à la solution solide d'acier inoxydable. Le traitement de recuit en solution peut être appliqué à l'acier allié et à l'acier inoxydable. Pour acier inoxydable 304 les pièces moulées, le traitement en solution peut produire une microstructure uniforme sans impuretés de carbure. En général, le tube en acier inoxydable est chauffé à environ 950 ~ 1150 ℃ pendant une longue période pour rendre le carbure et divers éléments d'alliage entièrement et uniformément dissous dans l'austénite, puis refroidi rapidement à l'eau pour obtenir une structure d'austénite pure en raison du carbone et d'autres alliages éléments aux précipitations tardives. Il vient avec la question, pourquoi le tuyau en acier inoxydable a besoin d'un recuit de solution? Tout d'abord, vous devez connaître la fonction du processus de recuit en solution.

Structure métallographique uniforme

Ceci est particulièrement important pour les matières premières. Les incohérences dans la température de laminage et la vitesse de refroidissement des tubes en acier laminés à chaud entraînent les mêmes conséquences dans la structure. Lorsque l'activité atomique augmente à des températures élevées, σ se dissout et la composition chimique a tendance à être uniforme, alors une structure monophasique uniforme est obtenue après un refroidissement rapide.

 

Élimination de l'écrouissage

Le traitement en solution solide restaure le réseau torsadé et recristallise le grain cassé. La contrainte interne et la résistance à la traction du tube en acier diminuent tandis que le taux d'allongement augmente pour faciliter le travail à froid continu.

 

Augmentation de la résistance à la corrosion

La résistance à la corrosion de l'acier inoxydable diminue avec la précipitation du carbure, et la résistance à la corrosion du tube en acier redevient optimale après le traitement en solution solide. La température, le temps de maintien et la vitesse de refroidissement sont les facteurs les plus importants dans le traitement en solution de l'acier inoxydable.

La température de la solution solide dépend de la composition chimique. D'une manière générale, la température de la solution solide doit être augmentée en conséquence pour la nuance avec plus d'éléments d'alliage et une teneur élevée, en particulier pour l'acier à haute teneur en manganèse, molybdène, nickel et silicium. Ce n'est qu'en augmentant la température de la solution solide et en la dissolvant complètement que l'effet adoucissant peut être obtenu.

Cependant, il existe quelques exceptions, telles que 316Ti. Lorsque la température de la solution solide est élevée, le carbure des éléments stabilisés est complètement dissous dans l'austénite, qui précipitera à la limite des grains sous la forme de Cr23C6 et provoquera une corrosion intergranulaire lors du refroidissement ultérieur. La température inférieure de la solution solide est recommandée pour empêcher le carbure (TiC et Nbc) des éléments stabilisants de se décomposer et de se dissoudre en solution solide.

 

Pourquoi l'acier inoxydable se corrode-t-il?

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Comme nous le savons tous, acier inoxydable a la capacité de résister à l'oxydation atmosphérique, c'est-à-dire ne rouille pas, mais se corrode également dans le milieu comme l'acide, l'alcali et le sel, c'est-à-dire la résistance à la corrosion. Cependant, la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable est conditionnelle, c'est-à-dire que l'acier inoxydable dans un certain milieu est résistant à la corrosion, mais dans un autre milieu peut être détruit. De même, aucun acier inoxydable n'est résistant à la corrosion dans tous les environnements.

L'acier inoxydable peut fournir une excellente résistance à la corrosion dans diverses industries, à proprement parler, il présente une excellente résistance à la corrosion dans la plupart des milieux, mais il est exceptionnel dans certains milieux en raison de la faible stabilité chimique et de la corrosion. Par conséquent, l'acier inoxydable ne peut pas être résistant à la corrosion à tous les milieux, à l'exception des défaillances mécaniques. La corrosion de acier inoxydable se manifeste principalement comme une forme grave de corrosion de l'acier inoxydable est la corrosion locale (c.-à-d. fissuration par corrosion sous contrainte, piqûres, corrosion intergranulaire, fatigue par corrosion et corrosion caverneuse). Cette corrosion locale est à l'origine de près de la moitié de la défaillance. Pour comprendre pourquoi l'acier inoxydable se corrode, il faut d'abord comprendre le type de corrosion de l'acier inoxydable.

 

Fissuration par corrosion sous contrainte (SCC)

La fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) est la rupture de l'acier inoxydable soumis à des contraintes dans un environnement corrosif en raison de la dilatation d'un grain fort. Le SCC a une morphologie de rupture fragile et peut se produire dans des matériaux à haute ténacité en présence de contraintes de traction (qu'il s'agisse d'une contrainte résiduelle ou d'une contrainte appliquée ou les deux) et de milieux corrosifs. Au micro terme, fissure à travers le grain appelée fissure transgranulaire, et les fissures le long du graphe d'expansion aux limites de grain appelée fissure intergranulaire, lorsque le SCC s'est étendu à une profondeur (contrainte de charge sur la section des matériaux pour atteindre sa contrainte de rupture) dans le air, acier inoxydable comme une fissure normale (dans un matériau ductile, généralement par agrégation microscopique de défauts) et se déconnecter.

Par conséquent, la section d'une pièce qui a échoué en raison de la fissuration par corrosion sous contrainte contiendra des zones caractérisées par une fissuration par corrosion sous contrainte et des zones de «creux» associées à la polymérisation qui ont été légèrement défectueuses.

 

Corrosion par piqûres

La corrosion par piqûres fait référence à la corrosion locale la plus non corrosive ou la plus dispersée à la surface des matériaux métalliques. La taille du point de piqûre commun est inférieure à 1.00 mm et la profondeur est souvent supérieure à l'ouverture de surface, qui peut être une fosse ou une perforation peu profonde.

 

Corrosion intergranulaire

Corrosion intergranulaire: Une dislocation désordonnée des grains à la frontière entre différents grains et, par conséquent, une zone favorable pour la ségrégation des éléments solutés ou la précipitation de composés métalliques tels que les carbures et les phases δ dans les aciers. Par conséquent, dans certains milieux corrosifs, il est courant que les joints de grains puissent être corrodés en premier, et la plupart des métaux et alliages peuvent présenter une corrosion intergranulaire dans certains milieux corrosifs.

 

Corrosion de crevasse

La corrosion caverneuse fait référence à l'apparition de corrosion mouchetée dans les fissures des pièces en acier inoxydable, qui est une sorte de corrosion locale. Cela peut se produire dans les fissures de stagnation de la solution ou dans la surface de blindage. De tels espaces peuvent se former au niveau des jonctions métal sur métal ou métal sur non métal, par exemple au niveau des rivets, des boulons, des joints, des sièges de soupape et des dépôts de surface lâches.

 

Corrosion générale

Corrosion uniforme sur la surface de l'acier inoxydable. Les aciers inoxydables peuvent présenter une corrosion générale dans les acides forts et les bases. Lorsqu'une corrosion générale se produit, les aciers inoxydables s'amincissent progressivement et échouent même, ce qui n'est pas très préoccupant car une telle corrosion peut généralement être prédite par un simple test d'immersion. On peut dire que l'acier inoxydable fait référence à la résistance à la corrosion de l'acier dans l'atmosphère et à un milieu de corrosion faible, le taux de corrosion est inférieur à 0.01 mm / an, c'est-à-dire «résistance totale à la corrosion»; Les aciers inoxydables présentant des taux de corrosion inférieurs à 0.1 mm / an sont considérés comme «résistants à la corrosion».