321 스테인리스 스틸: 구성, 물리적 특성 및 응용

321 스테인리스 스틸이 까다로운 환경에서 돋보이는 이유는 무엇일까요? 이 글에서는 321 스테인리스 스틸의 독특한 구성과 특성을 자세히 살펴보고 입계 부식과 고온에 대한 탁월한 저항성을 강조합니다. 티타늄을 첨가하면 성능이 향상되어 항공우주 및 화학 처리와 같은 고응력, 고온 응용 분야에 이상적으로 사용되는 방법을 알아볼 수 있습니다. 특정 기계적 및 물리적 특성에 대해 알아보고 321 스테인리스 스틸이 탁월한 다양한 응용 분야를 살펴보세요.

목차

I. 321 스테인리스 스틸 소개

321 스테인리스강은 내산성 용기, 내마모성 장비 라이닝 및 파이프 라인 제조에 사용되는 Ni-Cr-Ti 오스테나이트계 스테인리스강입니다.

  • 일본어 등급: SUS321
  • 영국 등급: 304S12, 321920
  • 독일 등급: X10CrNiTi189
  • 다른 이름으로도 알려져 있습니다: 오스테나이트 계 스테인리스강
  • 특성: 내마모성, 고온 저항성, 크리프 저항성
  • 애플리케이션: 입자 간 내식성에 대한 요구 사항이 높은 산업 분야.

321 스테인리스 스틸은 304 스테인리스 스틸의 기본 구성에 티타늄 원소를 추가하여 만들어집니다. 그 성능은 304 스테인리스 스틸과 매우 유사합니다.

추가 티타늄 는 산과 알칼리 부식에 대한 탁월한 저항성을 제공합니다. 스테인리스 스틸에 티타늄(약 1%)을 소량만 첨가해도 녹에 대한 내성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

오스테나이트 계 스테인리스 스틸은 450℃~850℃의 온도에 노출되면 민감해지기 쉽습니다.

감광화 과정에서 탄화물, 주로 크롬 카바이드(C23C6)가 입자 및 쌍둥이 경계를 따라 침전되어 인접 입자에 손상이 발생합니다. 합금 원소. 이는 다음과 같은 결과로 이어집니다. 입계 부식 특정 부식성 환경에서 사용할 수 있습니다.

321 스테인리스강은 티타늄을 안정화 원소로 첨가하여 426℃에서 815℃ 사이의 크롬 카바이드 형성을 견딜 수 있습니다. 그 결과 304 및 304L보다 입계 부식에 대한 저항성, 고온 성능, 크리프 및 응력 골절에 대한 저항성이 우수합니다.

또한 321은 우수한 저온 인성, 성형성 및 용접 속성을 추가합니다. 다음이 필요하지 않습니다. 어닐링 용접 후

321 스테인리스 스틸의 특징은 안정화 요소로 Ti가 존재한다는 점입니다.

하지만 316L에 비해 고온에 훨씬 강한 내열성 강철 품종이기도 합니다.

321 스테인리스 스틸은 다양한 농도와 온도의 유기산 및 무기산, 특히 산화성 매질에서 뛰어난 내마모성과 내식성을 발휘합니다. 내마모성 산성 용기, 라이닝 및 파이프 라인 제조에 사용됩니다.

321 스테인리스 스틸은 오스테나이트 스테인리스 스틸의 Ni-Cr-Ti 유형입니다. 성능은 304와 매우 유사하지만 금속 티타늄을 첨가하여 입계 내식성과 고온 강도가 향상되었습니다. 티타늄을 첨가하면 크롬 카바이드의 형성을 효과적으로 제어할 수 있습니다.

321 스테인리스 스틸은 고온 응력 파열 및 고온 크리프 저항성이 우수합니다. 응력 기계적 특성이 304 스테인리스 스틸보다 우수합니다.

II. 321 스테인리스 스틸 구성

표준GB/T20878ASTM A276JIS G4303DIN EN10088-3
등급  06Cr18Ni11Ti(0Cr18Ni10Ti)S32100321SUS 321X6CrNiTi18-101.4541
C≤0.08≤0.08≤0.080.08
Si1.001.00≤1.001.00
Mn≤2.00≤2.002.00≤2.00
P0.0450.0450.0450.045
S≤0.030≤0.030≤0.0300.030
Ni9.00~12.009.00~12.009.00~13.009.00~12.00
Cr17.0~19.017.0~19.017.0~19.017.0~19.0
Ti5C~0.705(C+N)~0.70>5×C%5×C~0.70

III. 321 스테인리스 스틸 물리적 속성

밀도(g/cm3)
20 ℃
8.03
녹는점 (℃)1398~1427
비열 용량
[kJ/(kgK)] 0~100 ℃
0.50
열 전도성
[W/(m-K)]
100℃16.3
500℃22.2
선형 팽창 계수
(10-6/K)
0~100℃16.6
0~500℃18.6
저항률
(Ωmm2/m) 20 ℃
0.72
세로 탄성 계수
(kN/mm2) 20 ℃
193
자기저온 변형 후 약간의 자성

기계적 특성

  • 인장 강도(σb)(MPa): ≥520
  • 수율 강도 (σ0.2) (MPa): ≥205
  • 연신율(Δs)(%): ≥40
  • 면적(ψ) 감소(%): ≥50%
  • 경도: ≤187HB; ≤90HRB; ≤200HV

IV. 321 스테인리스 스틸 애플리케이션

321 스테인리스 스틸에 티타늄을 첨가하면 고온 적용에 대한 적합성이 향상되어 감작 반응이 발생할 수 있는 304 스테인리스 스틸이나 고온 강도가 충분하지 않을 수 있는 304L 스테인리스 스틸보다 더 나은 선택이 됩니다.

321 스테인리스 스틸의 일반적인 용도 강판 튜브 제품에는 열팽창 조인트, 파형 파이프, 항공기 배기 시스템용 부품, 발열체용 케이스, 용광로 본체 부품, 열교환기 등이 있습니다.

또한 화학, 석탄, 석유 산업과 같이 높은 입자 경계 내식성이 요구되는 분야, 비바람에 노출되는 실외 기계, 내열 건축 자재, 열처리가 어려운 부품 등에도 사용할 수 있습니다:

  • 석유 폐가스 연소 파이프 라인
  • 엔진 배기관
  • 보일러 쉘, 열교환기, 가열로 구성품
  • 디젤 엔진용 소음 부품
  • 보일러 압력 용기
  • 화학물질 운송 차량
  • 확장 조인트
  • 용광로 파이프라인 및 건조기용 나선형 용접 파이프

V. 321 스테인리스 스틸 허용 오차

321 스테인리스 스틸의 치수 및 허용 편차.

편차 등급표준화된 외경의 허용 편차
D1 ±1.5%, 최소 ±0.75mm.
D2±1.0%, 최소 ±0.5mm.
D3±0.75%, 최소 ±0.30mm.
D4±0.50%, 최소 ±0.10mm.

스테인리스 스틸 파이프의 무게 공식입니다: [(외경 - 벽 두께) * 벽 두께] * 0.02491 = kg/m(미터당 무게).

VI. 열처리 사양 및 미세 구조

열처리 사양:

1) 급속 냉각으로 920-1150℃에서 용액 열처리;

2) 요청 시 850~930℃의 열처리 온도에서 안정화 처리를 할 수 있으나, 계약서에 명시해야 합니다.

3) 용액 온도는 1066℃를 넘지 않아야 합니다. 이 경우 크롬 침전을 방지하기 위해 안정화 처리를 수행해야 합니다.

마이크로 구조:

오스테나이트 구조가 특징입니다.

배송 조건: 제품은 일반적으로 열처리된 상태로 배송됩니다. 열처리 유형은 계약서에 명시되어 있습니다. 지정되지 않은 경우 제품은 처리되지 않은 상태로 배송됩니다.

VII. 스테인리스 스틸 304와 321의 차이점

304와 321은 모두 300 시리즈 스테인리스 스틸에 속하며 내식성에는 거의 차이가 없습니다.

하지만 섭씨 500~600도의 내열 조건에서는 321 스테인리스 스틸이 주로 사용됩니다. 321H라는 내열강의 일종으로, 내열성이 약간 더 높은 탄소 함량 은 중국의 1Cr18Ni9Ti와 유사한 321보다 해외에서 특별히 개발되었습니다.

스테인리스 스틸에 적당한 양의 Ti를 첨가하여 입자 간 내식성을 향상시킵니다.

이는 스테인리스강 생산 초기에는 제련 기술이 낮아 강철의 탄소 함량을 줄일 수 없었기 때문에 다른 원소를 첨가하는 방법을 사용했기 때문입니다.

기술 발전으로 저탄소 및 초저탄소 스테인리스 스틸 품종을 생산할 수 있게 되면서 304 소재가 널리 사용되고 있습니다.

이 시점에서 321, 321H 또는 1Cr18Ni9Ti의 내열 특성이 분명해집니다.

304는 0Cr18Ni9Ti, 321은 입자 간 부식 경향을 개선하기 위해 Ti를 추가한 304입니다.

321 스테인리스 스틸의 Ti는 안정화 요소로 작용하지만 316L보다 고온에서 훨씬 우수한 열강도 스틸 유형이기도 합니다.

321 스테인리스강은 유기산의 다양한 농도와 온도, 특히 산화 매체에서 내마모성이 우수하여 내마모성 산성 용기 및 내마모성 장비 라이닝, 운송 파이프 제조에 사용됩니다.

321 스테인리스 스틸은 Ni-Cr-Mo 오스테나이트 스테인리스 스틸로, 304와 성능은 매우 유사하지만 티타늄 금속을 추가하여 입계 내식성과 고온 강도가 더 우수합니다.

티타늄 금속을 추가하면 크롬 카바이드의 형성을 효과적으로 제어할 수 있습니다.

321 스테인리스 스틸은 304 스테인리스 스틸보다 고온 응력 파열 및 고온 크리프 저항 기계적 특성이 우수합니다.

304 스테인리스 스틸과 304L 스테인리스 스틸의 주요 구성 요소에는 18% 크롬(Cr)과 8% 니켈(Ni)이 포함되어 있으며, 주요 차이점은 304L 스테인리스 스틸은 저탄소 304 스틸이며 정상적인 조건에서 304L 스테인리스 스틸의 내식성은 304 스테인리스 스틸과 유사하지만 용접 또는 응력 완화 후 304L 스테인리스 스틸은 입계 내식성이 우수하다는 것입니다.

가격 측면에서 304L 스테인리스 스틸은 304 스테인리스 스틸보다 높습니다. 304L 스테인리스 스틸은 저탄소 스테인리스 스틸로 주로 용접 공정에 적합합니다. 용접 시 304L 스테인리스 스틸을 사용하면 용접 부식을 효과적으로 줄일 수 있습니다.

경도 표준에 따르면 304 스테인리스 스틸은 탄소 함량이 직접적으로 영향을 미치기 때문에 304L 스테인리스 스틸보다 우수합니다. 스테인리스 스틸의 경도. 304H 스테인리스 스틸 시리즈도 있습니다. 여기서 H는 탄소 함량이 높다는 것을 의미합니다.

304L은 탄소 함량이 낮은 304 스테인리스 스틸의 변형으로, 용접 작업에 사용됩니다.

탄소 함량이 낮을수록 용접부 근처의 열 영향 영역에 침전되는 탄화물이 최소화되며, 탄화물의 침전은 특정 환경에서 스테인리스강의 입계 부식(용접부식)을 유발할 수 있습니다.

스테인리스 스틸 304 대 321

304와 321은 모두 오스테나이트계 스테인리스강으로, 외관과 물리적 특성이 매우 유사합니다. 유일한 차이점은 화학 성분에 있습니다:

첫째, 321 스테인리스강에는 미량의 티타늄(Ti) 원소가 필요합니다(ASTM A182-2008 표준에 따르면 Ti 함량은 탄소(C) 함량의 5배 이상이어야 하지만 0.7%를 초과해서는 안 됩니다). 304와 321 모두 탄소(C) 함량이 0.08%인 반면 304에는 티타늄(Ti)이 포함되어 있지 않습니다.)

둘째, 니켈(Ni) 함량에 대한 요구 사항은 8%에서 11% 사이는 304, 9%에서 12% 사이는 321로 약간 다릅니다.

셋째, 크롬(Cr) 함량에 대한 요구 사항은 18-20% 사이는 304, 17-19% 사이는 321로 약간 다릅니다.

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Shane
작성자

Shane

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