Acciaio inossidabile 304 VS acciaio inossidabile 321

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Sia il grado 304 che il grado 321 appartengono alla serie di acciai inossidabili austenitici 300. Sono simili per resistenza alla corrosione, resistenza, durezza e prestazioni di saldatura, ma il 321 viene utilizzato principalmente nella condizione di resistenza al calore di 500-600 ℃. L'acciaio inossidabile 321H è la versione a basso tenore di carbonio del 321, è l'acciaio resistente al calore comunemente usato, il cui contenuto di carbonio è leggermente superiore ai gradi 321. acciaio 304 è un'alternativa all'acciaio inossidabile 321 dove è richiesta resistenza alla corrosione intergranulare piuttosto che resistenza alle alte temperature.

In un certo senso, l'acciaio inossidabile grado 321 è una nuova versione basata su grado 304 aggiungendo Ti per migliorare la resistenza alla corrosione del bordo del grano e la resistenza alle alte temperature. Come elemento stabilizzante, l'elemento Ti controlla la formazione di carburo di cromo, in modo efficace, rendendo il 321 una robusta resistenza alle alte temperature, anche molto migliore di 304, 316L. Un contenuto maggiore di nichel fa sì che l'acciaio inossidabile 321 abbia una buona resistenza all'abrasione a diverse concentrazioni e temperature degli acidi organici, specialmente nei mezzi ossidanti. acciaio inossidabile 321 ha proprietà meccaniche di rottura da sforzo e resistenza allo scorrimento migliori rispetto all'acciaio inossidabile 304. Lasciatemi mostrare esattamente la differenza tra loro con le due tabelle seguenti.

 

Composizione chimica di 304, 321, 321H

gradi C Sì 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

 

Proprietà meccaniche di 304 e 321

gradi Resistenza alla trazione, Mpa Resistenza allo snervamento, Mpa Allungamento, % Durezza, HB
304 ≥520 205-210 ≥40≥40 HB187
321 ≥520 ≥205   HB187

 

Come si può vedere dalla tabella sopra, l'acciaio inossidabile 321 contiene titanio e più nichel (Ni) rispetto al 304, secondo ASTM A182, il contenuto di Ti non deve essere inferiore a 5 volte il contenuto di carbonio (C), ma non superiore a 0,7%. Il Ti può prevenire la sensibilizzazione dell'acciaio inossidabile e migliorare la durata di servizio alle alte temperature, vale a dire grado 321 è più adatto per la produzione di contenitori di acidi resistenti all'usura, attrezzature resistenti all'usura e tubi di trasporto o altre parti rispetto all'acciaio inossidabile 304 in ambienti ad alta temperatura.

Gli acciai inossidabili 304 e 321 possono entrambi essere utilizzati per i settori chimico, petrolifero e del gas e automobilistico. Il grado 304 è un acciaio inossidabile per uso generale e ha le applicazioni più estese nella famiglia dell'acciaio inossidabile, come stoviglie, armadietti, caldaie, ricambi auto, apparecchi medici, materiali da costruzione, prodotti chimici, industria alimentare, agricoltura, spedizioni, trasporto di petrolio e così via SU. Il grado 321 è utilizzato nei settori chimici, carboniferi e petroliferi dove è richiesta resistenza alla corrosione dei bordi dei grani e proprietà alle alte temperature come tubi di combustione per scarichi di olio, tubi di scarico di motori, involucri di caldaie, scambiatori di calore, componenti di forni, componenti di silenziatori di motori diesel, recipienti a pressione di caldaie , serbatoi per il trasporto di prodotti chimici, giunti di dilatazione, tubi di forni, ecc

Perché il tubo in acciaio inossidabile necessita di solubilizzazione?

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La ricottura in soluzione viene anche definita ricottura in soluzione di carburo, è un processo che riscalda la parte da lavorare a 1010 ℃ o superiore per rimuovere la precipitazione di carburo (carbonio dalla soluzione solida di acciaio inossidabile), quindi avviene un raffreddamento rapido, solitamente, tempra in acqua e il carburo è tornato alla soluzione solida di acciaio inossidabile. Il trattamento di solubilizzazione può essere applicato all'acciaio legato e all'acciaio inossidabile. Per Acciaio inossidabile 304 getti, il trattamento della soluzione può produrre una microstruttura uniforme senza impurità di carburo. Generalmente, il tubo di acciaio inossidabile viene riscaldato a lungo a circa 950 ~ 1150 ℃ per far sì che il carburo e i vari elementi di lega si dissolvano completamente e uniformemente nell'austenite, quindi si raffredda rapidamente con acqua per ottenere una struttura di austenite pura dovuta al carbonio e ad altre leghe elementi a precipitazioni tardive. Sorge la domanda: perché il tubo in acciaio inossidabile necessita di solubilizzazione? Innanzitutto dovresti conoscere la funzione del processo di solubilizzazione.

Struttura metallografica uniforme

Ciò è particolarmente importante per le materie prime. Le incoerenze nella temperatura di laminazione e nella velocità di raffreddamento dei tubi di acciaio laminati a caldo provocano le stesse conseguenze nella struttura. Quando l'attività atomica aumenta ad alte temperature, σ si dissolve e la composizione chimica tende ad essere uniforme, quindi dopo un rapido raffreddamento si ottiene una struttura monofase uniforme.

 

Eliminazione dell'incrudimento del lavoro

Il trattamento in soluzione solida ripristina il reticolo contorto e ricristallizza il grano spezzato. Lo stress interno e la resistenza alla trazione del tubo d'acciaio si riducono mentre la velocità di allungamento aumenta per facilitare la continua lavorazione a freddo.

 

Maggiore resistenza alla corrosione

La resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile diminuisce con la precipitazione del carburo e la resistenza alla corrosione del tubo d'acciaio ritorna al massimo dopo il trattamento con soluzione solida. La temperatura, il tempo di mantenimento e la velocità di raffreddamento sono i fattori più importanti nel trattamento della soluzione per l'acciaio inossidabile.

La temperatura della soluzione solida dipende dalla composizione chimica. In generale, la temperatura della soluzione solida dovrebbe essere aumentata di conseguenza per la qualità con più elementi di lega e ad alto contenuto, soprattutto per l'acciaio con un alto contenuto di manganese, molibdeno, nichel e silicio. Solo alzando la temperatura della soluzione solida e facendola completamente disciogliere si può ottenere l'effetto ammorbidente.

Tuttavia, ci sono alcune eccezioni, come il 316Ti. Quando la temperatura della soluzione solida è elevata, il carburo degli elementi stabilizzati è completamente disciolto nell'austenite, che precipiterà al bordo grano sotto forma di Cr23C6 e causerà corrosione intergranulare nel successivo raffreddamento. Si consiglia una temperatura della soluzione solida più bassa per impedire la decomposizione del carburo (TiC e Nbc) degli elementi stabilizzanti e della soluzione solida.

 

Perché l'acciaio inossidabile si corrode?

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Come sappiamo tutti, acciaio inossidabile ha la capacità di resistere all'ossidazione atmosferica, cioè non arrugginisce, ma si corrode anche in ambienti come acidi, alcali e sale, ovvero resistenza alla corrosione. Tuttavia, la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile è condizionata, ovvero l'acciaio inossidabile in un determinato mezzo è resistente alla corrosione, ma in un altro mezzo può essere distrutto. Di conseguenza, nessun acciaio inossidabile è resistente alla corrosione in tutti gli ambienti.

L'acciaio inossidabile può fornire un'eccellente resistenza alla corrosione in vari settori, in senso stretto, mostra un'eccellente resistenza alla corrosione nella maggior parte dei media, ma è eccezionale in alcuni media a causa della bassa stabilità chimica e della corrosione. Pertanto, l'acciaio inossidabile non può essere resistente alla corrosione a tutti i mezzi tranne che ai guasti meccanici. La corrosione di acciaio inossidabile Si manifesta principalmente come una grave forma di corrosione dell'acciaio inossidabile: la corrosione locale (cioè tensocorrosione, vaiolatura, corrosione intergranulare, corrosione per fatica e corrosione interstiziale). Questa corrosione locale causa quasi la metà dei guasti. Per capire perché l'acciaio inossidabile si corrode, dobbiamo prima comprendere il tipo di corrosione dell'acciaio inossidabile.

 

Cracking da corrosione da stress (SCC)

La tensocorrosione (SCC) è la rottura dell'acciaio inossidabile sottoposto a stress in un ambiente corrosivo a causa dell'espansione del grano forte. L'SCC ha una morfologia a frattura fragile e può verificarsi in materiali con elevata tenacità in presenza di stress da trazione (sia stress residuo che stress applicato o entrambi) e mezzi corrosivi. Nel micro termine, la fessura attraverso il grano è chiamata fessura transgranulare, e le fessure lungo il grafico di espansione del bordo del grano chiamato fessura intergranulare, quando l'SCC si estende ad una profondità (sollecitazione di carico sulla sezione dei materiali per raggiungere il suo stress di frattura) nel aria, acciaio inossidabile come una normale crepa (in materiale duttile, solitamente attraverso l'aggregazione di difetti microscopici) e disconnettersi.

Pertanto, la sezione di una parte che ha ceduto a causa di tensocorrosione conterrà aree caratterizzate da tensocorrosione e aree “fossette” associate alla polimerizzazione che è stata leggermente difettosa.

 

Corrosione per vaiolatura

La corrosione per vaiolatura si riferisce alla leggera corrosione locale non corrosiva o diffusa sulla superficie dei materiali metallici. La dimensione del punto di vaiolatura comune è inferiore a 1,00 mm e la profondità è spesso maggiore dell'apertura superficiale, che può essere una fossa o una perforazione poco profonda.

 

Corrosione intergranulare

Corrosione intergranulare: una dislocazione disordinata dei grani al confine tra diversi grani e, quindi, una zona favorevole alla segregazione di elementi soluti o alla precipitazione di composti metallici come carburi e fasi δ negli acciai. Pertanto, in alcuni mezzi corrosivi, è comune che i bordi dei grani possano essere corrosi per primi e la maggior parte dei metalli e delle leghe possono presentare corrosione intergranulare in alcuni mezzi corrosivi.

 

Corrosione interstiziale

La corrosione interstiziale si riferisce alla comparsa di corrosione a chiazze nelle fessure delle parti in acciaio inossidabile, che è una sorta di corrosione locale. Può verificarsi nelle fessure di ristagno della soluzione o nella superficie schermante. Tali spazi possono formarsi in corrispondenza delle giunzioni metallo-metallo o metallo-non metallico, ad esempio su rivetti, bulloni, guarnizioni, sedi di valvole e depositi superficiali allentati.

 

Corrosione generale

Corrosione uniforme sulla superficie dell'acciaio inossidabile. Gli acciai inossidabili possono presentare corrosione generale in acidi e basi forti. Quando si verifica una corrosione generale, gli acciai inossidabili si assottigliano gradualmente e addirittura si rompono, il che non è un grosso problema perché tale corrosione può solitamente essere prevista con un semplice test di immersione. Si può dire che l'acciaio inossidabile si riferisce alla resistenza alla corrosione dell'acciaio nell'atmosfera e nel mezzo di corrosione debole, il tasso di corrosione è inferiore a 0,01 mm/anno, ovvero “resistenza completa alla corrosione”; Gli acciai inossidabili con tassi di corrosione inferiori a 0,1 mm/anno sono considerati “resistenti alla corrosione”.