Was zeichnet den rostfreien Stahl 321 in anspruchsvollen Umgebungen aus? Dieser Artikel befasst sich mit der einzigartigen Zusammensetzung und den Eigenschaften des rostfreien Stahls 321 und hebt seine hervorragende Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und hohe Temperaturen hervor. Sie erfahren, wie die Zugabe von Titan die Leistung des Stahls verbessert, was ihn ideal für den Einsatz in stark beanspruchten Hochtemperaturanwendungen wie der Luft- und Raumfahrt und der chemischen Verarbeitung macht. Erfahren Sie mehr über seine spezifischen mechanischen und physikalischen Eigenschaften und erkunden Sie die verschiedenen Anwendungsbereiche, in denen sich der Edelstahl 321 auszeichnet.
Der rostfreie Stahl 321 ist ein austenitischer Ni-Cr-Ti-Stahl, der für die Herstellung von säurebeständigen Behältern, verschleißfesten Auskleidungen und Rohrleitungen verwendet wird.
Edelstahl 321 wird durch Hinzufügen eines Titanelements zur Grundzusammensetzung des Edelstahls 304 hergestellt. Seine Leistung ist der des Edelstahls 304 sehr ähnlich.
Der Zusatz von Titan führt zu einer außergewöhnlichen Beständigkeit gegen Säure- und Laugenkorrosion. Selbst eine geringe Menge Titan (ca. 1%), die dem rostfreien Stahl zugesetzt wird, kann seine Rostbeständigkeit erheblich verbessern.
Austenitischer rostfreier Stahl neigt zur Sensibilisierung, wenn er Temperaturen zwischen 450 ℃ und 850 ℃ ausgesetzt wird.
Während der Sensibilisierung scheiden sich Karbide, hauptsächlich Chromkarbid (C23C6), entlang der Korn- und Zwillingsgrenzen aus, was zu einer Beschädigung der benachbarten Legierungselemente. Dies führt zu interkristalline Korrosion in bestimmten korrosiven Umgebungen.
321 Edelstahl ist in der Lage, die Bildung von Chromkarbid zwischen 426 ℃ und 815 ℃ aufgrund der Zugabe von Titan als stabilisierendes Element zu widerstehen. Infolgedessen weist er eine bessere Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion, eine höhere Temperaturbeständigkeit und eine höhere Beständigkeit gegen Kriechen und Spannungsbrüche auf als 304 und 304L.
Darüber hinaus verfügt 321 über eine ausgezeichnete Tieftemperaturzähigkeit, Umformbarkeit und Schweißen Eigenschaften. Es ist nicht erforderlich Glühen nach dem Schweißen.
Die Besonderheit des rostfreien Stahls 321 ist das Vorhandensein von Ti als stabilisierendes Element.
Es handelt sich jedoch auch um eine hitzebeständige Stahlsorte, die im Vergleich zu 316L eine wesentlich bessere Hochtemperaturbeständigkeit aufweist.
Bei unterschiedlichen Konzentrationen und Temperaturen von organischen und anorganischen Säuren, insbesondere in oxidierenden Medien, weist Edelstahl 321 eine hervorragende Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit auf. Er wird für die Herstellung von verschleißfesten Säurebehältern, Auskleidungen und Rohrleitungen verwendet.
Der rostfreie Stahl 321 ist ein austenitischer rostfreier Stahl der Sorte Ni-Cr-Ti. Seine Leistung ist der von 304 sehr ähnlich, aber der Zusatz des Metalls Titan verleiht ihm eine bessere interkristalline Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit. Durch den Zusatz von Titan wird die Bildung von Chromkarbid wirksam kontrolliert.
Der nichtrostende Stahl 321 hat eine ausgezeichnete Hochtemperatur-Spannungsbruch- und Hochtemperatur-Kriechfestigkeit. Seine spannungsmechanischen Eigenschaften sind denen des Edelstahls 304 überlegen.
| Standard | GB/T20878 | ASTM A276 | JIS G4303 | DIN EN10088-3 |
| Klasse | 06Cr18Ni11Ti（0Cr18Ni10Ti） | S32100321 | SUS 321 | X6CrNiTi18-101.4541 |
| C | ≤0.08 | ≤0.08 | ≤0.08 | 0.08 |
| Si | 1.00 | 1.00 | ≤1.00 | 1.00 |
| Mn | ≤2.00 | ≤2.00 | 2.00 | ≤2.00 |
| P | 0.045 | 0.045 | 0.045 | 0.045 |
| S | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.030 | 0.030 |
| Ni | 9.00~12.00 | 9.00~12.00 | 9.00~13.00 | 9.00~12.00 |
| Cr | 17.0~19.0 | 17.0~19.0 | 17.0~19.0 | 17.0~19.0 |
| Ti | 5C~0.70 | 5（C+N）~0.70 | >5×C% | 5×C~0.70 |
| Dichte (g/cm)3) 20 ℃ | 8.03 | |
| Schmelzpunkt (℃) | 1398~1427 | |
| Spezifische Wärmekapazität [kJ/(kgK)] 0~100 ℃ | 0.50 | |
| Wärmeleitfähigkeit [W/(m-K)] | 100℃ | 16.3 |
| 500℃ | 22.2 | |
| Linearer Ausdehnungskoeffizient (10-6/K) | 0~100℃ | 16.6 |
| 0~500℃ | 18.6 | |
| Widerstandsfähigkeit (Ωmm2/m) 20 ℃ | 0.72 | |
| Elastizitätsmodul in Längsrichtung (kN/mm2) 20 ℃ | 193 | |
| Magnetisch | Schwach magnetisch nach Kaltverformung | |
Mechanische Eigenschaften
Der Zusatz von Titan zu rostfreiem Stahl 321 verbessert seine Eignung für Hochtemperaturanwendungen und macht ihn zu einer besseren Wahl als rostfreien Stahl 304, bei dem es zu Sensibilisierungsreaktionen kommen kann, und rostfreien Stahl 304L, der möglicherweise keine ausreichende Hochtemperaturfestigkeit aufweist.
Häufige Verwendungszwecke für Edelstahl 321 Stahlplatte und Rohrprodukte umfassen thermische Kompensatoren, gewellte Rohre, Komponenten für Flugzeugabgassysteme, Gehäuse für Heizelemente, Ofenkörperkomponenten und Wärmetauscher.
Außerdem kann es in Bereichen eingesetzt werden, in denen eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegen Korngrenzen erforderlich ist, wie z. B. in der Chemie-, Kohle- und Erdölindustrie, für Maschinen, die im Freien den Elementen ausgesetzt sind, für hitzebeständige Baumaterialien und für Teile, die schwer wärmebehandelbar sind, wie z. B.:
Abmessungen und zulässige Abweichungen von nichtrostendem Stahl 321.
| Abweichung Note | Zulässige Abweichung des standardisierten Außendurchmessers |
| D1 | ±1,5%, mit einem Minimum von ±0,75 mm. |
| D2 | ±1,0%, mit einem Minimum von ±0,5 mm. |
| D3 | ±0,75%, mit einem Minimum von ±0,30 mm. |
| D4 | ±0,50%, mit einem Minimum von ±0,10 mm. |
Die Gewichtsformel für Rohre aus rostfreiem Stahl: [(Außendurchmesser - Wanddicke) * Wanddicke] * 0,02491 = kg/m (Gewicht pro Meter).
Wärmebehandlung Spezifikationen:
1) Wärmebehandlung der Lösung bei 920-1150℃ mit schneller Abkühlung;
2) Die Stabilisierungsbehandlung kann auf Wunsch bei einer Wärmebehandlungstemperatur von 850-930℃ durchgeführt werden, sie muss jedoch im Vertrag angegeben werden.
3) Die Temperatur der Lösung sollte 1066℃ nicht überschreiten. Ist dies der Fall, muss eine Stabilisierungsbehandlung durchgeführt werden, um die Ausfällung von Chrom zu verhindern.
Mikrostruktur:
Gekennzeichnet durch ein austenitisches Gefüge.
Lieferbedingungen: Die Ware wird in der Regel in wärmebehandeltem Zustand geliefert. Die Art der Wärmebehandlung wird im Vertrag festgelegt. Ist dies nicht der Fall, wird die Ware in unbehandeltem Zustand geliefert.
Sowohl 304 als auch 321 gehören zur 300er-Reihe der nichtrostenden Stähle und unterscheiden sich kaum in ihrer Korrosionsbeständigkeit.
Unter hitzebeständigen Bedingungen von 500-600 Grad Celsius wird jedoch meist der rostfreie Stahl 321 verwendet. Eine hitzebeständige Stahlsorte namens 321H, mit einem etwas höheren Kohlenstoffgehalt als 321, ähnlich dem chinesischen 1Cr18Ni9Ti, wurde speziell in Übersee entwickelt.
Eine moderate Menge an Ti wird dem rostfreien Stahl zugesetzt, um seine interkristalline Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.
Dies war darauf zurückzuführen, dass der Kohlenstoffgehalt im Stahl zu Beginn der Produktion von rostfreiem Stahl aufgrund der niedrigen Schmelztechnologie nicht reduziert werden konnte, so dass die Methode der Zugabe anderer Elemente verwendet wurde.
Dank des technologischen Fortschritts können nun auch kohlenstoffarme und kohlenstoffarme Edelstahlsorten hergestellt werden, weshalb das Material 304 weit verbreitet ist.
An diesem Punkt werden die Wärmebeständigkeitseigenschaften von 321, 321H oder 1Cr18Ni9Ti deutlich.
304 ist 0Cr18Ni9Ti, und 321 ist 304 mit zugesetztem Ti zur Verbesserung der interkristallinen Korrosionsneigung.
Das Ti in rostfreiem Stahl 321 wirkt als stabilisierendes Element, aber es ist auch ein hitzebeständiger Stahl, der bei hohen Temperaturen viel besser ist als 316L.
Der rostfreie Stahl 321 hat eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit bei verschiedenen Konzentrationen und Temperaturen von organischen Säuren, insbesondere in oxidierenden Medien, und wird zur Herstellung von verschleißfesten Säurebehältern und verschleißfesten Auskleidungen von Anlagen und Transportleitungen verwendet.
Der rostfreie Stahl 321 ist ein austenitischer Ni-Cr-Mo-Stahl. Seine Eigenschaften sind denen des Stahls 304 sehr ähnlich, aber der Zusatz von Titan verleiht ihm eine bessere interkristalline Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit.
Durch den Zusatz von Titanmetall wird die Bildung von Chromkarbid wirksam kontrolliert.
Der nichtrostende Stahl 321 weist im Vergleich zum nichtrostenden Stahl 304 bessere mechanische Eigenschaften in Bezug auf Hochtemperatur-Spannungsbruch und Hochtemperatur-Kriechbeständigkeit auf.
Die Hauptbestandteile von rostfreiem Stahl 304 und rostfreiem Stahl 304L enthalten 18% Chrom (Cr) und 8% Nickel (Ni); der Hauptunterschied besteht darin, dass rostfreier Stahl 304L kohlenstoffarmer Stahl 304 ist. Unter normalen Bedingungen ist die Korrosionsbeständigkeit von rostfreiem Stahl 304L ähnlich wie die von rostfreiem Stahl 304, aber nach dem Schweißen oder Spannungsabbau hat rostfreier Stahl 304L eine ausgezeichnete interkristalline Korrosionsbeständigkeit.
Der Preis von rostfreiem Stahl 304L ist höher als der von rostfreiem Stahl 304. Edelstahl 304L ist ein kohlenstoffarmer Edelstahl, der sich hauptsächlich für Schweißverfahren eignet. Beim Schweißen kann die Verwendung von 304L-Edelstahl die Schweißkorrosion wirksam reduzieren.
Gemäß den Härtestandards ist der Edelstahl 304 dem Edelstahl 304L überlegen, da der Kohlenstoffgehalt die Härte direkt beeinflusst. Härte von rostfreiem Stahl. Es gibt auch die Edelstahlserie 304H, wobei H für einen hohen Kohlenstoffgehalt steht.
304L ist eine Variante des rostfreien Stahls 304 mit einem geringeren Kohlenstoffgehalt, die für Schweißzwecke verwendet wird.
Der niedrigere Kohlenstoffgehalt reduziert die in der Wärmeeinflusszone in der Nähe der Schweißnaht ausgeschiedenen Karbide auf ein Minimum, und die Ausscheidung von Karbiden kann in bestimmten Umgebungen interkristalline Korrosion (Schweißnahtzerfall) bei nichtrostendem Stahl verursachen.
Edelstahl 304 vs. 321
304 und 321 sind beide austenitische nichtrostende Stähle, und ihr Aussehen und ihre physikalischen Eigenschaften sind sehr ähnlich. Der einzige kleine Unterschied liegt in ihrer chemischen Zusammensetzung:
Erstens benötigt Edelstahl 321 Spuren des Elements Titan (Ti) (nach der Norm ASTM A182-2008 sollte der Ti-Gehalt nicht weniger als das Fünffache des Kohlenstoffs (C) betragen, aber nicht mehr als 0,7%. Beachten Sie, dass sowohl 304 als auch 321 einen Kohlenstoff (C)-Gehalt von 0,08% haben), während 304 kein Titan (Ti) enthält.
Zweitens sind die Anforderungen an den Nickelgehalt (Ni) leicht unterschiedlich, wobei 304 zwischen 8% und 11% und 321 zwischen 9% und 12% liegt.
Drittens sind die Anforderungen an den Chromgehalt (Cr) leicht unterschiedlich, wobei 304 zwischen 18-20% und 321 zwischen 17-19% liegt.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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