321不銹鋼的詳細介紹

雖然321型繼續在800至1500°F（427至816°C）的溫度范圍內使用，以延長使用壽命，但304L型已取代了該穩定等級，僅用于焊接或短時間加熱的應用。

321型不銹鋼還具有良好的機械性能，因此也適用于高溫應用。321型不銹鋼比304型（特別是304L型）具有更高的蠕變和應力斷裂性能，對于需要考慮敏化和晶間腐蝕的暴露，它也可以考慮使用。對于ASME鍋爐和壓力容器規范應用，此穩定合金會導致較高的高溫允許應力。321型合金在304型等代碼應用中的最高使用溫度為1500°F（816°C），而304L型限于800°F（426°C）。

321型晶間腐蝕是針對不穩定的鉻鎳鋼（例如304型）容易受到晶間腐蝕的應用而開發的。

當不穩定的鉻鎳鋼在800至1500°F（427至816°C）的溫度范圍內保持或緩慢冷卻時，碳化鉻沉淀在晶界處。在某些強腐蝕性介質的存在下，這些晶界會優先附著，導致金屬總體弱化，并可能發生完全崩解。

即使存在大量沉淀的碳化物，有機介質或腐蝕性較弱的水性介質，密爾和其他乳制品或大氣條件也很少產生晶間腐蝕。當焊接薄規格材料時，在800至1500°F（427至816°C）的溫度范圍內的時間很短，以至于在大多數腐蝕介質中，不穩定型材料通常是令人滿意的。碳化物沉淀可能有害的程度取決于合金暴露于800至1500°F（427至816°C）的時間長度以及腐蝕環境。甚至在焊接大型儀表時所用的較長加熱時間也不會對不穩定的“ L”級合金造成危害，因為碳含量保持在0.03％或更低的低水平。

通常，321型適用于在800至1500°F（427至816°C）之間運行或在此范圍內緩慢冷卻的重焊接設備。在廣泛的使用條件下獲得的經驗提供了足夠的數據，通?？梢灶A測大多數應用中晶間附著的可能性。請查看“熱處理”部分下的評論。

應力腐蝕開裂
類似于304型不銹鋼，321型奧氏體不銹鋼易受鹵化物應力腐蝕開裂（SCC）的影響。由于它們在鎳含量上的相似性而導致這種結果。導致SCC的條件是：（1）鹵離子（通常為氯離子）的存在；（2）殘余拉伸應力；（3）超過約120°F（49°C）的環境溫度。應力可能來自成型操作期間的冷變形，也可能來自焊接操作期間遇到的熱循環。冷變形后，可通過退火或消除應力的熱處理來降低應力水平。 321型是在應力釋放條件下使用的良好選擇，否則可能會導致不穩定的合金發生晶間腐蝕。

321型在引起聚亞砜酸應力腐蝕非穩定的奧氏體不銹鋼（例如304型）的條件下特別有用。非穩定的奧氏體不銹鋼暴露在敏感范圍內的溫度下會導致碳化鉻在晶界析出。在含硫化物的環境中冷卻至室溫后，硫化物（通常為硫化氫）與水分和氧氣發生反應，形成附有敏化晶界的聚硫代酸。在應力條件下，形成晶間裂紋。聚硫磺酸SCC在煉油廠環境中經常發生硫化物的情況下發生。穩定的321型合金通過在高溫使用過程中抵抗敏化作用，為聚亞硫酸SCC提供了解決方案。為了獲得最佳抵抗力，如果與服務相關的條件可能導致敏化，則這些合金應在熱穩定條件下使用。

點蝕/縫隙腐蝕
在存在氯離子的情況下，穩定的321型合金的抗點蝕和縫隙腐蝕的能力與304或304L型不銹鋼相似，因為鉻含量相似。通常，在水性環境中100 ppm的氯化物被認為是對不穩定合金和穩定合金的極限值，尤其是在存在縫隙的情況下。較高水平的氯離子可能會導致縫隙腐蝕和點蝕。對于較高氯化物含量，較低pH和/或較高溫度的更嚴酷條件，應考慮使用含鉬的合金，例如316型。穩定的321型合金通過了100小時的5％中性鹽霧測試（ASTM-B-117），且沒有生銹或污染樣品。然而，將這些合金暴露于海洋的鹽霧中會導致點蝕和縫隙腐蝕，并伴有嚴重的變色。不建議將321型合金暴露在海洋環境中。