สแตนเลส 304 VS สแตนเลส 321

/ใน /โดย

ทั้งเกรด 304 และ 321 เป็นของเหล็กกล้าไร้สนิม Austenitic 300 มีความทนต่อการกัดกร่อน ความแข็งแรง ความแข็ง และประสิทธิภาพการเชื่อมใกล้เคียงกัน แต่ 321 ส่วนใหญ่จะใช้ในสภาวะต้านทานความร้อนที่ 500-600 ℃ สแตนเลส 321H เป็นเหล็กคาร์บอนต่ำของ 321 เป็นเหล็กทนความร้อนที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งมีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าเกรด 321 เล็กน้อย เหล็ก 304 เป็นทางเลือกแทนเหล็กกล้าไร้สนิม 321 ที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรนมากกว่าความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง

ในทางหนึ่ง สแตนเลสเกรด 321 เป็นรุ่นใหม่ที่มีพื้นฐานมาจาก เกรด 304 โดยการเพิ่ม Ti เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของขอบเขตเกรนและความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบที่ทำให้เสถียร องค์ประกอบ Ti จะควบคุมการก่อตัวของโครเมียมคาร์ไบด์อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ 321 มีความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูงที่แข็งแกร่ง ดีกว่า 304, 316L อีกด้วย ปริมาณนิกเกิลที่มากขึ้นทำให้สแตนเลส 321 มีความต้านทานการเสียดสีที่ดีในความเข้มข้นและอุณหภูมิที่แตกต่างกันของกรดอินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตัวกลางออกซิไดซ์ สแตนเลส 321 มีคุณสมบัติการแตกตัวของความเครียดและคุณสมบัติทางกลของความต้านทานการคืบคลานได้ดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ฉันขอแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความแตกต่างระหว่างพวกเขากับสองตารางด้านล่าง

 

องค์ประกอบทางเคมีของ 304, 321, 321H

เกรด ค ศรี มน Cr นิ ส ป เอ็น 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

 

สมบัติทางกลของ 304 และ 321

เกรด ความต้านแรงดึง, เมกะปาสคาล ความแข็งแรงของผลผลิต, Mpa การยืดตัว, % ความแข็ง,HB
304 ≥520 205-210 ≥40≥40 HB187
321 ≥520 ≥205   HB187

 

ดังที่เห็นจากตารางด้านบน สแตนเลส 321 มีไทเทเนียมและนิกเกิล (Ni) มากกว่า 304 ตามมาตรฐาน ASTM A182 ปริมาณ Ti ไม่ควรน้อยกว่า 5 เท่าของปริมาณคาร์บอน (C) แต่ไม่เกิน 0.7%. Ti สามารถป้องกันการแพ้ของเหล็กกล้าไร้สนิมและปรับปรุงอายุการใช้งานที่อุณหภูมิสูง กล่าวคือ เกรด 321 เหมาะสำหรับการผลิตภาชนะกรดที่ทนต่อการสึกหรอ อุปกรณ์ที่ทนต่อการสึกหรอ และท่อลำเลียงหรือชิ้นส่วนอื่น ๆ ที่ไม่ใช่สแตนเลส 304 ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง

สแตนเลส 304 และ 321 สามารถใช้กับสารเคมี น้ำมันและก๊าซ ยานยนต์ได้ เกรด 304 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมอเนกประสงค์และมีการใช้งานอย่างกว้างขวางที่สุดในตระกูลสเตนเลส เช่น เครื่องใช้บนโต๊ะอาหาร ตู้ หม้อไอน้ำ ชิ้นส่วนรถยนต์ เครื่องใช้ทางการแพทย์ วัสดุก่อสร้าง เคมีภัณฑ์ อุตสาหกรรมอาหาร เกษตรกรรม การขนส่ง การขนส่งน้ำมัน และอื่นๆ บน. เกรด 321 ใช้ในสาขาเคมี ถ่านหิน และปิโตรเลียม ที่ต้องการความต้านทานต่อการกัดกร่อนขอบเขตเกรนและคุณสมบัติที่มีอุณหภูมิสูง เช่น ท่อเผาไหม้ไอเสียน้ำมัน ท่อไอเสียของเครื่องยนต์ ฝาครอบหม้อไอน้ำ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ส่วนประกอบเตาหลอม ส่วนประกอบตัวเก็บเสียงเครื่องยนต์ดีเซล ภาชนะรับแรงดันหม้อไอน้ำ ,ถังขนส่งเคมี,ข้อต่อขยาย,ท่อเตาหลอม ฯลฯ

ทำไมท่อสแตนเลสจึงต้องมีการอบอ่อน?

/ใน /โดย

การหลอมสารละลายเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า การหลอมสารละลายคาร์ไบด์ เป็นกระบวนการที่ให้ความร้อนแก่ชิ้นงานถึง 1,010°C หรือสูงกว่า เพื่อขจัดการตกตะกอนของคาร์ไบด์ (คาร์บอนจากสารละลายแข็งของสเตนเลสสตีล) จากนั้นจะเย็นลงอย่างรวดเร็ว โดยปกติแล้วจะเป็นการชุบน้ำและ คาร์ไบด์จะกลับคืนสู่สารละลายของแข็งที่เป็นสเตนเลส การอบอ่อนด้วยสารละลายสามารถนำไปใช้กับโลหะผสมเหล็กและสแตนเลส สำหรับ สแตนเลส304 การหล่อ การบำบัดด้วยสารละลายสามารถสร้างโครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอโดยไม่มีสิ่งเจือปนจากคาร์ไบด์ โดยทั่วไปแล้ว ท่อสแตนเลสจะถูกให้ความร้อนที่ประมาณ 950 ~ 1150°C เป็นเวลานานเพื่อทำให้คาร์ไบด์และองค์ประกอบโลหะผสมต่างๆ ละลายได้อย่างสมบูรณ์และสม่ำเสมอในออสเทนไนต์ จากนั้นจึงระบายความร้อนด้วยน้ำอย่างรวดเร็วเพื่อให้ได้โครงสร้างออสเทนไนต์บริสุทธิ์เนื่องจากคาร์บอนและโลหะผสมอื่นๆ องค์ประกอบของการตกตะกอนในช่วงปลาย มีคำถามตามมาว่า เหตุใดท่อสแตนเลสจึงต้องมีการอบอ่อน? ประการแรก คุณควรทราบหน้าที่ของกระบวนการหลอมสารละลาย

โครงสร้างโลหะที่สม่ำเสมอ

นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวัตถุดิบ ความไม่สอดคล้องกันของอุณหภูมิการรีดและอัตราการเย็นตัวของท่อเหล็กรีดร้อนทำให้เกิดผลเช่นเดียวกันในโครงสร้าง เมื่อกิจกรรมของอะตอมเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิสูง σ ละลายและองค์ประกอบทางเคมีมีแนวโน้มที่จะสม่ำเสมอ จากนั้นจะได้โครงสร้างเฟสเดียวที่สม่ำเสมอหลังจากการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว

 

กำจัดการแข็งตัวของงาน

การบำบัดด้วยสารละลายที่เป็นของแข็งจะช่วยคืนโครงตาข่ายที่บิดเบี้ยวและทำให้เกรนที่หักตกผลึกอีกครั้ง ความเค้นภายในและความต้านทานแรงดึงของท่อเหล็กลดลงในขณะที่อัตราการยืดตัวเพิ่มขึ้นเพื่อรองรับการทำงานเย็นอย่างต่อเนื่อง

 

เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน

ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมจะลดลงตามการตกตะกอนของคาร์ไบด์ และความต้านทานการกัดกร่อนของท่อเหล็กจะกลับคืนสู่ระดับที่ดีที่สุดหลังจากการบำบัดด้วยสารละลายของแข็ง อุณหภูมิ เวลาในการคงตัว และอัตราการเย็นตัวเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการบำบัดสารละลายสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม

อุณหภูมิของสารละลายที่เป็นของแข็งขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี โดยทั่วไป อุณหภูมิของสารละลายของแข็งควรเพิ่มขึ้นตามลำดับสำหรับเกรดที่มีองค์ประกอบของโลหะผสมมากขึ้นและปริมาณเนื้อหาสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเหล็กที่มีแมงกานีส โมลิบดีนัม นิกเกิล และซิลิคอนในปริมาณสูง การเพิ่มอุณหภูมิของสารละลายของแข็งและทำให้ละลายจนหมดเท่านั้นจึงจะทำให้เกิดความอ่อนตัวลงได้

อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นบางประการ เช่น 316Ti เมื่ออุณหภูมิของสารละลายของแข็งสูง คาร์ไบด์ขององค์ประกอบที่มีความเสถียรจะถูกละลายอย่างสมบูรณ์ในออสเทนไนต์ ซึ่งจะตกตะกอนที่ขอบเขตเกรนในรูปของ Cr23C6 และทำให้เกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรนในการทำความเย็นครั้งต่อไป แนะนำให้ใช้อุณหภูมิสารละลายของแข็งที่ต่ำกว่าเพื่อป้องกันคาร์ไบด์ (TiC และ Nbc) ขององค์ประกอบคงตัวจากการสลายตัวและสารละลายของแข็ง

 

ทำไมสแตนเลสถึงสึกกร่อน?

/ใน /โดย

ในขณะที่เราทุกคนรู้ว่า, สแตนเลส มีความสามารถในการต้านทานการเกิดออกซิเดชันในบรรยากาศ กล่าวคือ ไม่เป็นสนิม แต่ยังกัดกร่อนในตัวกลาง เช่น กรด ด่าง และเกลือ นั่นคือ ความต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม ความต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลสนั้นมีเงื่อนไข กล่าวคือ สแตนเลสในตัวกลางบางชนิดสามารถต้านทานการกัดกร่อนได้ แต่ในตัวกลางอื่นอาจถูกทำลายได้ ในทางกลับกัน ไม่มีสเตนเลสชนิดใดที่สามารถทนต่อการกัดกร่อนในทุกสภาพแวดล้อมได้

สแตนเลสสามารถให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในอุตสาหกรรมต่างๆ พูดอย่างเคร่งครัด พวกเขาแสดงความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในสื่อส่วนใหญ่ แต่จะมีความโดดเด่นในสื่อบางชนิดเนื่องจากมีความเสถียรทางเคมีและการกัดกร่อนต่ำ ดังนั้นสแตนเลสจึงไม่สามารถทนต่อการกัดกร่อนกับตัวกลางทุกชนิดได้ ยกเว้นความล้มเหลวทางกล การกัดกร่อนของ สแตนเลส การกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมในรูปแบบที่รุนแรงคือการกัดกร่อนในท้องถิ่น (เช่น การกัดกร่อนจากความเค้นแตก การกัดกร่อนแบบรูพรุน การกัดกร่อนตามขอบเกรน การกัดกร่อนเมื่อยล้า และการกัดกร่อนตามรอยแยก) การกัดกร่อนในท้องถิ่นนี้ทำให้เกิดความล้มเหลวเกือบครึ่งหนึ่ง เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดสเตนเลสจึงเกิดการกัดกร่อน เราต้องเข้าใจประเภทของการกัดกร่อนของสเตนเลสก่อน

 

การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC)

การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC) คือความล้มเหลวของเหล็กกล้าไร้สนิมภายใต้ความเครียดในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเนื่องจากการขยายตัวของเกรนที่แข็งแรง SCC มีสัณฐานวิทยาของการแตกหักแบบเปราะ และอาจเกิดขึ้นได้ในวัสดุที่มีความเหนียวสูงในสภาวะที่มีความเค้นดึง (ไม่ว่าจะเป็นความเค้นตกค้างหรือความเค้นใช้ หรือทั้งสองอย่าง) และตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ในระยะจุลภาค การแตกร้าวผ่านเกรนเรียกว่ารอยแตกแบบทรานเกรนนูลาร์ และรอยแตกตามกราฟการขยายตัวขอบเขตเกรนที่เรียกว่ารอยแตกตามขอบเกรน เมื่อ SCC ขยายไปที่ความลึกหนึ่งระดับ (ความเค้นโหลดบนส่วนของวัสดุเพื่อให้ได้ความเครียดการแตกหัก) ใน อากาศ, สแตนเลส เหมือนกับรอยแตกร้าวปกติ (ในวัสดุที่มีความเหนียว โดยปกติจะเกิดจากการรวมตัวของข้อบกพร่องด้วยกล้องจุลทรรศน์) และตัดการเชื่อมต่อ

ดังนั้น ส่วนของชิ้นส่วนที่ล้มเหลวเนื่องจากการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นจะมีบริเวณที่มีลักษณะเฉพาะจากการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น และบริเวณ “รอยบุ๋ม” ที่เกี่ยวข้องกับการเกิดพอลิเมอไรเซชันที่มีข้อบกพร่องเล็กน้อย

 

การกัดกร่อนของรูพรุน

การกัดกร่อนแบบรูพรุนหมายถึงการกัดกร่อนในพื้นที่ที่ไม่กัดกร่อนมากที่สุดหรือกระจัดกระจายเล็กน้อยบนพื้นผิวของวัสดุโลหะ ขนาดของจุดบ่อทั่วไปน้อยกว่า 1.00 มม. และความลึกมักจะมากกว่ารูรับแสงที่พื้นผิว ซึ่งอาจเป็นหลุมบ่อตื้นหรือการเจาะทะลุ

 

การกัดกร่อนตามขอบเกรน

การกัดกร่อนตามขอบเกรน: การเคลื่อนตัวของเกรนที่ไม่เป็นระเบียบที่ขอบเขตระหว่างเกรนต่างๆ ดังนั้นจึงเป็นบริเวณที่เอื้ออำนวยต่อการแยกธาตุตัวถูกละลายหรือการตกตะกอนของสารประกอบโลหะ เช่น คาร์ไบด์และเฟส δ ในเหล็ก ดังนั้นในสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนบางชนิด เป็นเรื่องปกติที่ขอบเขตของเกรนอาจถูกกัดกร่อนก่อน และโลหะและโลหะผสมส่วนใหญ่อาจมีการกัดกร่อนตามขอบเกรนในสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนบางชนิด

 

การกัดกร่อนของรอยแยก

การกัดกร่อนตามรอยแยกหมายถึงการเกิดการกัดกร่อนแบบจุดในรอยแตกของชิ้นส่วนสแตนเลสซึ่งเป็นการกัดกร่อนในท้องถิ่นชนิดหนึ่ง อาจเกิดขึ้นในรอยแตกของสารละลายที่ซบเซาหรือในพื้นผิวป้องกัน ช่องว่างดังกล่าวอาจก่อตัวที่รอยต่อโลหะกับโลหะหรือโลหะกับอโลหะ ตัวอย่างเช่น ที่หมุดย้ำ สลักเกลียว ปะเก็น บ่าวาล์ว และคราบบนพื้นผิวที่หลวม

 

การกัดกร่อนทั่วไป

การกัดกร่อนสม่ำเสมอบนพื้นผิวของสแตนเลส สแตนเลสอาจมีการกัดกร่อนโดยทั่วไปในกรดและเบสแก่ เมื่อเกิดการกัดกร่อนโดยทั่วไป สแตนเลสจะค่อยๆ บางลงและพังทลายลง ซึ่งไม่ใช่เรื่องน่ากังวลมากนัก เพราะโดยปกติแล้วการกัดกร่อนดังกล่าวสามารถทำนายได้โดยการทดสอบการแช่อย่างง่าย อาจกล่าวได้ว่าสแตนเลสหมายถึงความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กในบรรยากาศและมีสารกัดกร่อนที่อ่อนแอ อัตราการกัดกร่อนน้อยกว่า 0.01 มม./ปี ซึ่งก็คือ "ความต้านทานการกัดกร่อนโดยสมบูรณ์" สแตนเลสที่มีอัตราการกัดกร่อนน้อยกว่า 0.1 มม./ปี ถือว่า “ทนทานต่อการกัดกร่อน”