321 ve 347 Paslanmaz Çelik: Stabilize Edilmiş Yüksek-Sıcaklık Alaşımlarının Karşılaştırılması

 

Kimyasal bileşimler, temel özellikler ve tipik uygulamalar nelerdir?
Her iki alaşım da %18 krom ve %9-%11 nikel bazlıdır. Derece 321 (UNS S32100) titanyum ile stabilize edilirken, derece 347 (UNS S34700) stabilizasyon için niyobyum (columbium) kullanır. Bu, kaynak sırasında krom karbürün çökelmesini önler. Yaklaşık 900 dereceye kadar iyi oksidasyon direnci sunarlar . 321 genellikle uçak egzoz sistemlerinde, termal oksitleyicilerde ve genleşme körüklerinde kullanılır. 347 rafineri ısıtıcılarında, yüksek sıcaklıktaki kimyasal reaktörlerde ve güç üretim bileşenlerinde sürünme mukavemeti nedeniyle tercih edilir.

Stabilizasyon elemanının seçimi performanslarını nasıl etkiler?
321'deki titanyum ve 347'deki niyobyumun her ikisi de karbonla birleşerek kromun tükenmesini önler. Ancak niyobyum karbürler çok yüksek sıcaklıklarda (800 derecenin üzerinde) daha kararlıdır. Bu, uzun süre boyunca sürünmeye ve "sıcak sertleşmeye" karşı 347 üstün direnç sağlar. Döngüsel ısıtma ve soğutmada, 347'nin stabilize yapısı aynı zamanda tanecik sınırı bozulmasına 321'den daha iyi direnç göstererek zorlu termal döngü uygulamalarında onu daha güvenilir kılar.

Hangi ortamlarda 347, 321 yerine net ve gerekli bir seçimdir?
Kızdırıcı borularda, fırın radyant borularında veya yüksek-basınçlı kazan parçalarında olduğu gibi, bileşen gerilim altında sürekli olarak 800 derecenin üzerinde çalışacaksa 347'yi seçin. Ayrıca kuvvetli oksitleyici atmosferlerde ve nitrik asit içeren uygulamalarda da tercih edilir. Aralıklı yüksek-sıcaklık hizmeti veya egzoz manifoldları veya belirli ısı eşanjörleri gibi daha az şiddetli termal döngüler için 321, potansiyel olarak daha düşük bir maliyetle yeterli performansı sağlar.

İmalatçılar bu kaliteleri kaynaklarken neleri akılda tutmalıdır?
Her iki kalitenin de kaynaklanması standart östenitik prosedürler gerektirir ancak ısı girdisine dikkat edilir. 321 için yetersiz koruyucu gaz, titanyumun oksidasyonuna yol açarak kaynaktaki stabilizasyon etkisini azaltabilir. 347 için standart niyobyum-stabilize dolgu maddeleri (örn. ER347) kullanılır. İnce kesitler için genellikle kaynak sonrası ısıl işlem gerekli değildir, ancak agresif ortamlardaki kalın kaynaklar için, optimum korozyon direncini yeniden sağlamak amacıyla çözeltiyle tavlama önerilebilir.

321 ile 347 arasındaki seçimi hangi son faktörler yönlendirmelidir?
Kararınızı servis sıcaklığı, stres ve atmosfere göre verin. Mekanik yük ile sürekli olarak 800 dereceyi aşan sıcaklıklar için 347'yi belirtin. Orta sıcaklıklar (600-800 derece) ve maliyetin bir faktör olduğu durumlarda 321 genellikle yeterlidir. Her zaman uygulamanın özel kimyasal ve termal ortamını inceleyin ve basınç ve yüksek sıcaklıkta hizmet veren onaylı malzemeler için ilgili endüstri kurallarına (ör. ASME) başvurun.