304ステンレス鋼VS321ステンレス鋼

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グレード304と321は、どちらもオーステナイト系300シリーズのステンレス鋼に属しています。 耐食性、強度、硬度、溶接性能は類似していますが、321は主に500〜600℃の耐熱条件で使用されます。 321Hステンレス鋼は321の低炭素バージョンであり、一般的に使用されている耐熱鋼であり、その炭素含有量は321グレードよりわずかに高くなっています。 304スチール は、高温強度ではなく粒界腐食耐性が要求される321ステンレス鋼の代替品です。

ある意味で、グレード321ステンレス鋼はに基づいた新しいバージョンです グレード304 Tiを添加して粒界の耐食性と高温強度を向上させます。 安定化元素として、Ti元素は炭化クロムの形成を効果的に制御し、321は304、316Lよりもはるかに優れた堅牢な高温強度を備えています。 ニッケルの含有量が多いため、321ステンレス鋼は、有機酸のさまざまな濃度と温度、特に酸化媒体で優れた耐摩耗性を備えています。 321ステンレス鋼 304ステンレス鋼よりも優れた応力破壊特性と耐クリープ性応力機械的特性を備えています。 以下のXNUMXつの表で、それらの違いを正確に示します。

 

304、321、321Hの化学組成

学年 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

 

304および321の機械的性質

学年 引張強さ、Mpa 降伏強さ、Mpa 伸び、％ 硬度、HB
304 ≥520 205-210 ≧40≧40 HB187
321 ≥520 ≥205   HB187

 

上記の表からわかるように、321ステンレス鋼にはチタンと304より多くのニッケル（Ni）が含まれています。ASTMA182によると、Tiの含有量は炭素（C）の5倍以上である必要があります。 0.7％。 Tiは、ステンレス鋼の感作を防ぎ、高温寿命を改善することができます。 グレード321 高温環境での304ステンレス鋼以外の耐摩耗性酸性容器、耐摩耗性機器、搬送パイプなどの製造に適しています。

304および321ステンレス鋼は両方とも、化学、石油およびガス、自動車分野に使用できます。 グレード304は汎用ステンレス鋼であり、食器、キャビネット、ボイラー、自動車部品、医療機器、建材、化学薬品、食品産業、農業、海運、石油輸送など、ステンレス鋼ファミリーで最も広範な用途があります。オン。 グレード321は、石油排気燃焼パイプ、エンジン排気パイプ、ボイラーエンクロージャー、熱交換器、炉コンポーネント、ディーゼルエンジンサイレンサーコンポーネント、ボイラー圧力容器など、粒子境界腐食および高温特性に対する耐性が必要な化学、石炭、石油分野で使用されます。 、化学薬品輸送タンク、伸縮継手、炉管など

ステンレス鋼管に溶体化処理が必要なのはなぜですか？

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溶体化処理は、炭化物溶体化とも呼ばれ、ワーク部品を1010℃以上に加熱して炭化物の析出物（ステンレス鋼固溶体からの炭素）を除去するプロセスです。炭化物はステンレス鋼の固溶体に戻った。 溶体化処理は合金鋼とステンレス鋼に適用できます。 にとって 304ステンレス鋼 鋳造、溶体化処理により、炭化物不純物のない均一な微細構造を生成できます。 一般に、ステンレス鋼管を約950〜1150℃に長時間加熱して、炭化物や各種合金元素をオーステナイトに完全に均一に溶解させた後、急冷水冷して炭素などの合金化により純粋なオーステナイト構造を得る。遅い沈殿への要素。 なぜステンレス鋼管に溶体化処理が必要なのかという疑問があります。 まず、溶液アニーリングプロセスの機能を知っておく必要があります。

均一な金属組織構造

これは原材料にとって特に重要です。 熱間圧延鋼管の圧延温度と冷却速度の不一致は、構造に同じ結果を引き起こします。 高温で原子活性が増加すると、σが溶解し、化学組成が均一になる傾向があり、急冷後に均一な単相構造が得られます。

 

加工硬化の排除

固溶体処理により、ねじれた格子が復元され、壊れた粒子が再結晶します。 鋼管の内部応力と引張強度が低下し、伸び率が上昇して連続冷間加工が容易になります。

 

耐食性の向上

ステンレス鋼の耐食性は炭化物の析出とともに低下し、鋼管の耐食性は固溶体処理後に最高に戻ります。 ステンレス鋼の溶体化処理では、温度、保持時間、冷却速度が最も重要な要素です。

固溶体温度は化学組成に依存します。 一般的に言えば、固溶体温度は、合金元素が多く、含有量が多いグレード、特にマンガン、モリブデン、ニッケル、シリコンの含有量が多い鋼では、それに応じて上昇させる必要があります。 固溶体の温度を上げて完全に溶解させるだけで、軟化効果が得られます。

ただし、316Tiなどのいくつかの例外があります。 固溶体温度が高い場合、安定化元素の炭化物はオーステナイトに完全に溶解し、Cr23C6の形で粒界に析出し、その後の冷却で粒界腐食を引き起こします。 安定化元素の炭化物（TiCおよびNbc）が分解して固溶するのを防ぐために、固溶体温度を低くすることをお勧めします。

 

ステンレス鋼が腐食するのはなぜですか？

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私たち皆が知っているように、 ステンレス鋼 大気中の酸化に耐える能力があります。つまり、錆びることはありませんが、酸、アルカリ、塩などの媒体で腐食することもあります。つまり、耐食性です。 ただし、ステンレス鋼の耐食性は条件付きです。つまり、特定の媒体のステンレス鋼は耐食性がありますが、別の媒体では破壊される可能性があります。 同様に、すべての環境で腐食に耐性のあるステンレス鋼はありません。

ステンレス鋼は、さまざまな産業で優れた耐食性を提供できます。厳密に言えば、ほとんどの媒体で優れた耐食性を示しますが、化学的安定性と腐食性が低いため、一部の媒体では例外的です。 したがって、ステンレス鋼は、機械的な故障を除いて、すべての媒体に対して耐食性があるわけではありません。 の腐食 ステンレス鋼 ステンレス鋼の腐食の深刻な形態が局所腐食（すなわち、応力腐食割れ、孔食、粒界腐食、腐食疲労および隙間腐食）であるとして主に現れます。 この局所的な腐食は、故障のほぼ半分を引き起こします。 ステンレス鋼が腐食する理由を理解するには、まずステンレス鋼の腐食の種類を理解する必要があります。

 

応力腐食割れ（SCC）

応力腐食割れ（SCC）は、強い結晶粒の膨張により腐食環境で応力を受けたステンレス鋼の破損です。 SCCは脆性破壊形態を持ち、引張応力（残留応力または加えられた応力、あるいはその両方）および腐食性媒体の存在下で靭性の高い材料で発生する可能性があります。 ミクロ用語では、SCCがXNUMXつの深さまで伸びたときの粒界亀裂と呼ばれる粒界亀裂と粒界膨張グラフに沿った亀裂（破壊応力を達成するための材料のセクションへの荷重応力）空気、 ステンレス鋼 通常の亀裂として（延性材料で、通常は微視的な欠陥の凝集による）、切断します。

したがって、応力腐食割れのために破損した部品のセクションには、応力腐食割れを特徴とする領域と、わずかに欠陥のある重合に関連する「ディンプル」領域が含まれます。

 

孔食

孔食とは、金属材料の表面で最も非腐食性または散乱したわずかな局所腐食を指します。 一般的なピッチングポイントのサイズは1.00mm未満であり、深さは表面の開口部よりも大きいことがよくあります。これは、浅いピッチングピットまたはミシン目である可能性があります。

 

粒界腐食

粒界腐食：異なる粒子間の境界での粒子の無秩序な転位、したがって、溶質元素の分離または鋼中の炭化物やδ相などの金属化合物の析出に適したゾーン。 したがって、一部の腐食性媒体では、粒界が最初に腐食することが一般的であり、ほとんどの金属および合金は、特定の腐食性媒体で粒界腐食を示す可能性があります。

 

隙間腐食

隙間腐食とは、ステンレス鋼部品の亀裂に斑点腐食が発生することを指し、これは一種の局所腐食です。 溶液の停滞の亀裂やシールド面で発生する可能性があります。 このようなギャップは、金属と金属または金属と非金属の接合部、たとえば、リベット、ボルト、ガスケット、バルブシート、および緩い表面堆積物に形成される可能性があります。

 

一般的な腐食

ステンレス鋼の表面の均一な腐食。 ステンレス鋼は、強酸および強塩基で一般的な腐食を示す場合があります。 一般的な腐食が発生すると、ステンレス鋼は徐々に薄くなり、破損することさえあります。このような腐食は通常、簡単な浸漬試験で予測できるため、それほど問題にはなりません。 ステンレス鋼とは、大気中の鋼の耐食性と弱い腐食媒体を指し、腐食速度は0.01mm /年未満、つまり「完全耐食性」と言えます。 腐食速度が0.1mm /年未満のステンレス鋼は「耐食性」と見なされます。