Edelstahl 321H mit hohem Kohlenstoffgehalt

Edelstahl 321H ist eine Variante von 321 mit hohem Kohlenstoffgehalt (0,04–0,10 %) und wurde entwickelt, um die Festigkeit und Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen zu erhöhen. Mehr Titancarbide (aus höherem Kohlenstoffgehalt) verstärken seine Struktur und machen es ideal für 800–900 Grad tragende Teile wie Kesselüberhitzer.

Chemische Zusammensetzung (Schlüssel, % ASTM A240): C0,04–0,10; Cr17,0–19,0; Ni9,0–12,0; Ti5×C–0,70 (min. 0,10); Mn Kleiner oder gleich 2,0

Mechanische Eigenschaften (geglüht): Zugfestigkeit größer oder gleich 550 MPa; Streckgrenze größer oder gleich 220 MPa; Dehnung größer oder gleich 35 %; Härte kleiner oder gleich 235HB

Leistungsvorteile: 900 Grad Betriebstemperatur; 50 % weniger Kriechen als 321 bei 850 Grad; Titanstabilisierung; gute Temperaturbeständigkeit.

Anwendungen: Kesselüberhitzer, Turbinenteile, Hochleistungsofenelemente.

Äquivalente Noten: EN1.4542, JIS SUS321H, DIN X10CrNiTi18-10

Vergleich mit 321: 321H hat eine höhere Zugfestigkeit (550 gegenüber . 515MPa); 321 ist günstiger für weniger als oder gleich 800 Grad, 321H für 800–900 Grad hohe Belastung.

FAQs

Warum verbessert ein höherer Kohlenstoffgehalt die Hochtemperaturleistung von 321H? 0,04–0,10 % Kohlenstoff reagieren mit Titan und bilden mehr Titankarbide als 321. Diese harten Karbide legen Korngrenzen fest und verlangsamen die Atombewegung (verursacht Erweichung/Kriechen) bei hohen Temperaturen. Bei 850 Grad ist die Streckgrenze von 321H um 15–20 % höher als die von 321. Feinere Körner aus zusätzlichen Karbiden reduzieren das Gleiten der Korngrenzen, eine Hauptursache für Kriechen, und verbessern die Strukturstabilität.

 

Behält 321H die Korrosionsbeständigkeit bei höherem Kohlenstoffgehalt? Ja-Titangehalt skaliert mit Kohlenstoff (5×C min. 0,10 %). Bei 0,10 % C bindet Ti größer oder gleich 0,50 % den gesamten Kohlenstoff und verhindert so die Bildung von Chromkarbiden. Es bilden sich keine Cr-verarmten Zonen, daher entspricht die interkristalline Korrosionsbeständigkeit 321. Lediglich bei extremen Säuren hinkt sie leicht hinterher, was für den beabsichtigten Einsatz bei hoher Hitze vernachlässigbar ist.

 

Wie schneidet der Temperaturbereich von 321H im Vergleich zu anderen Qualitäten ab? Sein maximaler Dienstwinkel von 900 Grad liegt zwischen 321 (870 Grad) und 309S (980 Grad). Kesselüberhitzer (800–850 Grad) verbrauchen 321H-321 kriecht übermäßig, 309S ist überteuert. 347H (980 Grad) ist teurer; 310S (1150 Grad) ist für ultra-hohe Hitze. 321H ist kosteneffizient-für 800–900 Grad tragende Teile.

Welche Herstellungsunterschiede bestehen zwischen 321H und 321? Verwenden Sie 321H-Füllstoff (321-Füllstoff schwächt Schweißnähte). Ein etwas höherer Schweißstrom sorgt für die Verschmelzung (geringe Hitze immer noch kritisch). Das Biegen erfordert mehr Kraft (220 vs. . 205MPa Streckgrenze)-vor-dem Glühen für komplexe Biegungen. 10–15 % langsamer bearbeiten (235 vs. . 217HB-Härte); Verwenden Sie Hartmetallwerkzeuge. Glühpfosten-herstellen (wie 321), um Spannungen abzubauen.

 

Wann sollte man 321H gegenüber 347H wählen? 347H (Niob-stabilisiert) hält 980 Grad stand, kostet aber mehr. 321H ist für 800–900 Grad günstiger (Kesselteile). 321H lässt sich leichter schweißen (bei 347H besteht bei schlechten Parametern die Gefahr von Rissen). In schwefelreichen Umgebungen ist 321H besser (Niob bildet spröde Sulfide). Wählen Sie 321H für Anwendungen mit geringer Schweißnaht und 800–900 Grad; 347H für extrem hohe Hitze/schweres Schweißen.