Vergleich von SUS321 und SUS321H: Titan-stabilisiert vs. hoch-kohlenstoffreiches Titan-stabilisierter austenitischer rostfreier Stahl

SUS321 und SUS321H sind mit Titan-stabilisierte austenitische Edelstähle derselben Serie, wobei der Hauptunterschied im Kohlenstoffgehalt liegt (SUS321: C kleiner oder gleich 0,08 %; SUS321H: C=0.04-0.10 %). Der kontrollierte hohe Kohlenstoffgehalt von SUS321H verbessert die Zeitstandfestigkeit bei hohen Temperaturen und behält gleichzeitig die Titanstabilisierungsleistung bei, sodass sie für verschiedene Hochtemperatur-Beanspruchungsbedingungen geeignet sind.

Vergleich der Kernparameter

Parameter

Edelstahl SUS321

Edelstahl SUS321H

Chemische Zusammensetzung (Gew.%)	C Kleiner oder gleich 0,08, Si Kleiner oder gleich 1,00, Mn Kleiner oder gleich 2,00, P Kleiner oder gleich 0,045, S Kleiner oder gleich 0,030, Cr=17.00-19.00, Ni{6}}, Ti=4×C-0,70, Fe{9}}Rest	C=0.04-0.10, Si Kleiner als oder gleich 1,00, Mn Kleiner als oder gleich 2,00, P Kleiner als oder gleich 0,045, S Kleiner als oder gleich 0,030, Cr=17.00-19.00, Ni{6}}, Ti=4×C-0,70, Fe{9}}Rest
Mechanische Eigenschaften (geglüht)	Zugfestigkeit größer oder gleich 515 MPa, Streckgrenze größer oder gleich 205 MPa, Dehnung größer oder gleich 40 %, Härte kleiner oder gleich 201 HB	Zugfestigkeit größer oder gleich 515 MPa, Streckgrenze größer oder gleich 205 MPa, Dehnung größer oder gleich 40 %, Härte kleiner oder gleich 201 HB
Zeitstandfestigkeit bei hohen-Temperaturen (700 Grad)	Zeitstandfestigkeit (1000 Stunden) Größer oder gleich 60 MPa	Zeitstandfestigkeit (1000 Stunden) Größer oder gleich 85 MPa
Betriebstemperatur	-196 Grad bis 870 Grad (Dauerbetrieb)	-196 Grad bis 870 Grad (Dauerbetrieb, bevorzugt für Belastungsszenarien von 600–870 Grad)
Äquivalente Noten	EN 1.4541, UNS S32100, AISI 321	EN 1.4542, UNS S32109, AISI 321H

Wesentliche Leistungsunterschiede: 1. Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen: Der kontrollierte Kohlenstoffgehalt von SUS321H bildet mehr TiC-Karbide, die Korngrenzen fixieren und die Kriechfestigkeit verbessern; seine 1000-Stunden-Zeitstandfestigkeit bei 700 Grad ist 42 % höher als die von SUS321. 2. Interkristalline Korrosionsbeständigkeit: Beide weisen nach dem Schweißen eine ausgezeichnete interkristalline Korrosionsbeständigkeit auf; SUS321H erfordert bei dicken Blechen ein Glühen nach dem Schweißen-, um Restspannungen zu beseitigen. 3. Schweißbarkeit: SUS321 hat eine bessere Schweißstabilität; SUS321H erfordert eine geringere Wärmezufuhr, um eine Kornvergröberung zu vermeiden. . 4. Kosten: SUS321H ist 10–15 % teurer als SUS. 321. 5. Formbarkeit: Beide weisen eine ähnliche Formbarkeit auf, ohne offensichtliche Unterschiede.

Anwendbare Szenariounterscheidung: SUS321 eignet sich für allgemeine Hochtemperatur-, nicht-beanspruchte-Komponenten, wie z. B. Abgasrohre von Flugzeugtriebwerken, Wärmetauscherrohre (weniger als oder gleich 870 Grad) und chemische Reaktionsgefäße. SUS321H eignet sich für hochtemperaturbelastete Lagerkomponenten wie Kesselüberhitzerrohre (600 -870 Grad), Hochtemperatur-Dampfleitungen und Hilfskomponenten von Gasturbinen.

Praktische Fragen und Antworten

F1: Warum hat SUS321H eine höhere Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen? A1: Sein kontrollierter Kohlenstoffgehalt (0,04-0,10 %) stellt sicher, dass genügend TiC-Karbide gebildet werden, die einer plastischen Verformung unter langfristigen Bedingungen hoher-Temperatur und hoher{10}}Beanspruchung widerstehen können, wodurch Kriechversagen der Komponenten vermieden wird. F2: Welche Anforderungen gelten für die Wärmebehandlung nach dem Schweißen für SUS321H? A2: Nach dem Schweißen muss ein Glühen bei 850 -900 Grad und Luftkühlung durchgeführt werden. Dieser Prozess beseitigt Restspannungen und stellt die Kriechleistung bei hohen Temperaturen wieder her. F3: Kann SUS321 SUS321H in Belastungsszenarien mit hohen Temperaturen ersetzen? A3: Nein. Bei Temperaturen über 600 Grad ist die Kriechfestigkeit von SUS321 unzureichend und es wird nach längerem Einsatz eine offensichtliche plastische Verformung erfahren; SUS321H ist das bevorzugte Material für Lagerkomponenten mit hoher -Temperaturbelastung-. F4: Was ist der Unterschied im Titangehalt zwischen SUS321 und SUS321H? A4: Beide haben Ti=4×C-0,70 %; SUS321H hat einen höheren Kohlenstoffgehalt, daher ist sein Titangehalt etwas höher, was eine ausreichende TiC-Bildung zur Stabilisierung gewährleistet. F5: Wie wähle ich zwischen SUS321 und SUS321H? A5: Wählen Sie SUS321, wenn die Betriebstemperatur weniger als oder gleich 600 Grad beträgt und keine Langzeitbelastung auftritt; Wählen Sie SUS321H, wenn die Betriebstemperatur 600–870 Grad beträgt und die Komponente langfristig hoher Temperaturbelastung ausgesetzt ist.