ورق استیل 347 در مقابل ورق استیل 321

0

مقدمه:

آلیاژ 321 (UNS S32100) یک ورق استیل بسیار پایدار است. هنگامی که دما به 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد) می رسد و کاربید کروم رسوب می کند، همچنان مقاومت خوردگی بین دانه ای خوبی دارد. به دلیل افزودن تیتانیوم در ترکیب، ورق استیل 321 همچنان می تواند در مورد تشکیل کاربید کروم پایداری خود را حفظ کند. با این حال، افزودن کلتان و تانتالیوم برای حفظ پایداری آلیاژ 347 نیز به کار می رود.

ورق استیل 347:

ورق استیل 347 به دلیل خواص مکانیکی عالی خود در محیط با دمای بالا دارای مزایایی است. در مقایسه با آلیاژ 304، ورق استیل آلیاژی 347 دارای انعطاف پذیری بهتر و مقاومت در برابر شکست تنشی است. علاوه بر این، L304 همچنین می تواند برای مقاومت در برابر حساسیت و خوردگی بین دانه ای استفاده شود. آلیاژهای 321 و 347 معمولاً برای عملیات طولانی مدت در دمای 800 تا 1500 درجه فارنهایت (427 تا 816 درجه سانتیگراد) در دمای بالا استفاده می شوند. اگر کاربرد فقط شامل جوش یا گرمایش کوتاه مدت است، به جای آن از  L304 استفاده کنید.

مزایای 321 و 347:

مزایای آلیاژهای 321 و 347 در عملکرد دمای بالا به خواص مکانیکی خوب آنها نیز بستگی دارد. در مقایسه با 304 و L304، ورق های استیل 321 و 347 مقاومت در برابر تنش خزشی و مقاومت در برابر تنش پارگی بهتری دارند. این به آلیاژهای پایدار اجازه می دهد تا فشارهایی را تحمل کنند که همچنان با کد ASME Boiler و کد مخزن تحت فشار در دماهای بالاتر مطابقت دارند. بنابراین، حداکثر دمای سرویس آلیاژهای 321 و 347 می تواند به 1500 درجه فارنهایت (816 درجه سانتیگراد) برسد، در حالی که 304 و L304 به 800 درجه فارنهایت (426 درجه سانتیگراد) محدود می شود. 

 

ورق استیل

 

خوردگی یکنواخت:

آلیاژهای 321 و 347 در برابر خوردگی عمومی مقاومت مشابهی با NiCr 304 ناپایدار دارند. مقاومت به خوردگی آلیاژهای 321 و 347 ممکن است تحت تأثیر گرمایش طولانی مدت در محدوده دمایی کاربید کروم قرار گیرد. در اکثر محیط‌ها، مقاومت به خوردگی این دو آلیاژ مشابه است. با این حال، مقاومت به خوردگی آلیاژ 321 در محیط اکسید کننده قوی کمی کمتر از آلیاژ 347 پس از بازپخت است. بنابراین، آلیاژ 347 در محیط آب و سایر محیط های دمای پایین برتر است. هنگامی که در معرض محدوده دمایی 800 درجه فارنهایت تا 1500 درجه فارنهایت (427 درجه سانتیگراد تا 816 درجه سانتیگراد) قرار می گیرد، مقاومت کلی آلیاژ 321 در برابر خوردگی بسیار بدتر از آلیاژ 347 است. آلیاژ 347 عمدتاً در کاربردهای دمای بالا استفاده می شود که برای جلوگیری از خوردگی بین دانه ای در دماهای پایین تر به مقاومت حساس سازی قوی نیاز دارند.

خوردگی بین دانه ای:

فولادهای نیکل ناپایدار مانند آلیاژ 304 به خوردگی بین دانه‌ای حساس هستند و آلیاژ 321 و آلیاژ 347 در این زمینه توسعه یافته و به کار می‌روند. کاربید کروم در مرز دانه‌ها زمانی که فولادهای نیکل کروم ناپایدار در معرض دماهای بین 8150 درجه فارنهایت قرار می‌گیرند رسوب می‌کند. هنگامی که در یک محیط خورنده قرار می گیرد، ابتدا این مرزهای دانه فرسایش می یابد، که ممکن است کارایی فلز را ضعیف کند و ممکن است کاملاً متلاشی شود، خصوصاً در محیط های آلی یا آب خورنده، شیر یا سایر محصولات لبنی یا شرایط جوی، حتی اگر مقدار زیادی وجود داشته باشد. این آلیاژ کمتر با رسوب کاربید دچار خوردگی بین دانه ای می شود. هنگام جوشکاری صفحات نازک، به دلیل اینکه زمان ماندن در محدوده دمایی 800 درجه فارنهایت تا 1500 درجه فارنهایت (427 درجه سانتیگراد تا 816 درجه سانتیگراد) بسیار کوتاه است، تولید خوردگی بین دانه ای آسان نیست، بنابراین درجه های ناپایدار می توانند مناسب باشند. میزان مضر بودن رسوب کاربیدها بستگی به مدت زمانی دارد که آلیاژ در محدوده دمایی 800 درجه فارنهایت تا 1500 درجه فارنهایت (427 درجه سانتیگراد تا 816 درجه سانتیگراد) و محیط خورنده قرار می گیرد. جوشکاری صفحه ضخیم تر این است که اگرچه زمان گرم شدن طولانی تر است، اما به دلیل درجه ناپایداری، محتوای کربن 0.03٪ یا کمتر است، و رسوب کاربید برای آسیب رساندن به این درجه کافی نیست. قبل از آزمایش، نمونه های فولادی آنیل شده با خیساندن و حساس شدن به نور در دمای 1050 درجه فارنهایت (566 درجه سانتیگراد) به مدت 48 ساعت تحت عملیات قرار گرفتند. هیچ خوردگی بین دانه ای در آلیاژ 347 وجود ندارد، که نشان می دهد در مواجهه با این محیط حرارتی حساس نمی شوند. نرخ خوردگی پایین آلیاژ 321 نشان می دهد که اگرچه مقداری خوردگی بین دانه ای را متحمل شده است، اما مقاومت به خوردگی آن بهتر از آلیاژ L304 در این محیط ها است. در این محیط آزمایش، همه این آلیاژها بسیار بهتر از آلیاژهای معمولی ورق استیل 304 هستند. به طور کلی، آلیاژهای 321 و 347 برای ساخت تجهیزات جوشکاری سنگین که قابل بازپخت نیستند و برای تجهیزاتی که در دمای 800 درجه فارنهایت تا 1500 درجه فارنهایت (427 درجه سانتیگراد تا 816 درجه سانتیگراد) و به آرامی خنک می شوند استفاده می شود. 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی