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Edelstahl 321/321H

Produktbeschreibung

Alloy 321 (UNS S32100) ist eine stabilisierte Edelstahlplatte, die eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion bietet, wenn sie Temperaturen im Chromkarbid-Ausscheidungsbereich von 427 bis 816 °C (800 bis 1500 °F) ausgesetzt ist. Dies ist sein Hauptvorteil gegenüber anderen Edelstahlsorten. Die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion wird durch die Zugabe von Titan erreicht, das die Legierung stabilisiert und die Bildung von Chromkarbiden an Korngrenzen verhindert. Aufgrund dieser Eigenschaft eignet sich Alloy 321 besonders für Anwendungen, bei denen hohe Temperaturen ausgesetzt sind, da es seine Korrosionsbeständigkeit und strukturelle Integrität auch unter rauen Bedingungen beibehält.

Neben der Korrosionsbeständigkeit bietet die Edelstahlplatte Alloy 321 auch gute mechanische Eigenschaften, was sie für den Einsatz bei hohen Temperaturen vorteilhaft macht. Es weist im Vergleich zu Alloy 304 und Alloy 304L höhere Kriech- und Spannungsbrucheigenschaften auf. Dies macht es zu einer bevorzugten Wahl in Situationen, in denen Sensibilisierung und interkristalline Korrosion ein Problem darstellen, da Alloy 321 in diesen Bereichen eine bessere Leistung bietet.

bar-rod
Pipe/Tube
PlateSheet
 
 

Anträge

  • Luft- und Raumfahrt – Krümmer für Kolbenmotoren
  • Chemische Verarbeitung
  • Kompensatoren
  • Lebensmittelverarbeitung – Ausrüstung und Lagerung
  • Erdölraffination – Polythionsäure-Service
  • Abfallbehandlung – thermische Oxidationsanlagen
  • Pharmazeutische Produktion

Normen

ASTM........ A 240
ASME........ SA 240
AMS........... 5510

Allgemeine Eigenschaften

Alloy 321 (UNS S32100) ist eine titanstabilisierte austenitische Edelstahlplatte mit guter allgemeiner Korrosionsbeständigkeit. Es weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion auf, nachdem es Temperaturen im Chromkarbid-Ausscheidungsbereich von 427 - 816 °C (800 - 1500 °F) ausgesetzt wurde. Die Legierung ist oxidationsbeständig bis 816 °C (1500 °F) und hat höhere Kriech- und Spannungsbrucheigenschaften als die Legierungen 304 und 304L. Es besitzt auch eine gute Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen.

Die Edelstahlplatte Alloy 321H (UNS S32109) ist die Version der Legierung mit höherem Kohlenstoffgehalt (0,04 - 0,10). Es wurde für eine verbesserte Kriechfestigkeit und für eine höhere Festigkeit bei Temperaturen über 537 °C (1000 °F) entwickelt. In den meisten Fällen ermöglicht der Kohlenstoffgehalt der Platte eine Doppelzertifizierung.

Die Platte aus rostfreiem Stahl der Legierung 321 kann nicht durch Wärmebehandlung, sondern nur durch Kaltumformung gehärtet werden. Es kann leicht geschweißt und mit den üblichen Fertigungspraktiken in der Werkstatt verarbeitet werden.

Korrosionsbeständigkeit

 Die Edelstahlplatte der Legierung 321 weist eine gute allgemeine Korrosionsbeständigkeit auf, die mit der von Edelstahl der Legierung 304 vergleichbar ist. Es wurde speziell für den Einsatz im Chromkarbid-Ausscheidungsbereich von 427 bis 816 °C (1800 – 1500 °F) entwickelt, bei dem unstabilisierte Legierungen wie Alloy 304 anfällig für interkristalline Angriffe sind. Die Legierung 321 hat eine gute Korrosionsbeständigkeit in den meisten verdünnten organischen Säuren bei moderaten Temperaturen und in reiner Phosphorsäure bei niedrigeren Temperaturen. Es kann auch bis zu 10 % verdünnten Lösungen bei erhöhten Temperaturen standhalten. Die Legierung ist beständig gegen Polythionsäure-Spannungsrisskorrosion im Kohlenwasserstoffbetrieb. Darüber hinaus kann es in chlorid- oder fluoridfreien Laugen bei moderaten Temperaturen eingesetzt werden.

Die Edelstahlplatte der Legierung 321 eignet sich jedoch nicht gut für Chloridlösungen, selbst in geringen Konzentrationen. Es wird auch nicht für den Einsatz in Schwefelsäurebetrieben empfohlen. In diesen Umgebungen sind andere Edelstahlsorten mit höherer Korrosionsbeständigkeit, wie z. B. Alloy 316 oder Alloy 317, möglicherweise besser geeignet.

Chemische Analyse

Gewicht % (alle Werte sind maximal, sofern kein Bereich anders angegeben ist)

Element

321

321H

Chrom

17.00 min.-19.00 max.

17.00 min.-19.00 max.

Nickel

9.00 min.-12.00 max.

9.00 min.-12.00 max.

Kohlenstoff

0.08

0.04 min.-0.14 max.

Mangan

2.00

2.00

Phosphor

0.045

0.045

Schwefel

0.03

0.03

Silizium

0.75

0.75

Titan

5 x (C + N) min.-0,70 max.

4 x (C + N) min.-0,70 max.

Stickstoff

0.10

0.10

Eisen

Gleichgewicht

Gleichgewicht

 

 

Physikalische Eigenschaften

Dichte

0,286 Pfund/in3
7.920 g/cm3

Spezifische Wärme

0,12 BTU/lb-°F (32 – 212 °F)
444 J/kg-°K (0 – 100°C)

Elastizitätsmodul

28,0 x 106 psi
193 GPa

 

Wärmeleitfähigkeit 100 °C (212 °F)

9,3 BTU/h/ft2/ft/°F
16,0 W/m-°K

Schmelzbereich

2550 – 2635°F
1398 – 1446°C

Elektrischer Widerstand

72 Mikrohm-cm bei 20°F
Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient

Temperaturbereich

 

°F

°C

in/in °F

cm/cm °C

68-212

20-100

9,2 x 10-6 cm

16,0 x 10-6 cm

68-1112

20-600

10,5 x 10-6 cm

18,9 x 10-6 cm

68-1832

20-1000

11,4 x 10-6 cm

20,5 x 10-6 cm


Mechanische Eigenschaften

Typische Werte bei 20 °C (68 °F)

Streckgrenze
0,2 % Versatz

Ultimative Zugfestigkeit
Kraft

Verlängerung
in 2 Zoll.

Härte

psi (min.)

(MPa)

psi (min.)

(MPa)

% (min.)

(max.)

30,000

205

75,000

515

40

217 Brinell

 

Fertigungsdaten

Die Edelstahlplatte aus Legierung 321 kann leicht geschweißt und mit Standard-Fertigungsverfahren in der Werkstatt verarbeitet werden.

Kaltumformung

Die Legierung ist recht duktil und lässt sich leicht abformen.

Warmumformung

Der hohe Schwefelgehalt der Legierung 303 wirkt sich auch nachteilig auf die Warmumformbarkeit aus. Wenn eine Warmumformung erforderlich ist, sollte auch hier 304 als alternative Wahl in Betracht gezogen werden.

Zerspanung

Die Kaltverfestigungsrate von Edelstahlblech 321 macht es weniger bearbeitbar als Edelstahl 410, ähnelt aber 304. Die folgende Tabelle enthält relevante Bearbeitungsdaten.

Operation

Werkzeug

Schmierung

BEDINGUNGEN

 

 

 

Tiefe-mm

Tiefen-Einlass

Vorschub-mm/t

Einspeisung/t

Geschwindigkeit-m/min

Geschwindigkeit-ft/min

Drehend

Schnellarbeitsstahl

Schneiden von Öl

6

.23

0.5

.019

12-16

39-52

Drehend

Schnellarbeitsstahl

Schneiden von Öl

3

.11

0.4

.016

18-23

59-75

Drehend

Schnellarbeitsstahl

Schneiden von Öl

1

.04

0.2

.008

23-28

75-92

Drehend

Karbid

Trocken- oder Schneidöl

6

.23

0.5

.019

67-76

220-249

Drehend

Karbid

Trocken- oder Schneidöl

3

.11

0.4

.016

81-90

226-295

Drehend

Karbid

Trocken- oder Schneidöl

1

.04

0.2

.008

99-108

325-354

 

 

 

Tiefe des Schnitts-mm

Tiefe des Einschnitts

Vorschub-mm/t

Einspeisung/t

Geschwindigkeit-m/min

Geschwindigkeit-ft/min

Schneiden

Schnellarbeitsstahl

Schneiden von Öl

1.5

.06

0.03-0.05

.0012-.0020

16-21

52-69

Schneiden

Schnellarbeitsstahl

Schneiden von Öl

3

.11

0.04-0.06

.0016-.0024

17-22

56-72

Schneiden

Schnellarbeitsstahl

Schneiden von Öl

6

.23

0.05-0.07

.0020-.0027

18-23

59-75

 

 

 

Bohrer ø mm

Bohrung ø in

Vorschub-mm/t

Einspeisung/t

Geschwindigkeit-m/min

Geschwindigkeit-ft/min

Bohrung

Schnellarbeitsstahl

Schneiden von Öl

1.5

.06

0.02-0.03

.0007-.0012

9-13

29-42

Bohrung

Schnellarbeitsstahl

Schneiden von Öl

3

.11

0.05-0.06

.0020-.0024

11-15

36-49

Bohrung

Schnellarbeitsstahl

Schneiden von Öl

6

.23

0.08-0.09

.0031-.0035

11-15

36-49

Bohrung

Schnellarbeitsstahl

Schneiden von Öl

12

.48

0.09-0.10

.0035-.0039

11-15

36-49

 

 

 

 

 

Vorschub-mm/t

Einspeisung/t

Geschwindigkeit-m/min

Geschwindigkeit-ft/min

Fräsen Profilieren

Schnellarbeitsstahl

Schneiden von Öl

 

 

0.05-0.10

.002-.004

11-21

36-69

 

Schweißen

Die Edelstahlplatte aus Legierung 321 kann mit den meisten Standardverfahren problemlos geschweißt werden. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist nicht erforderlich.