321国标牌号06Cr18Ni11Ti,321不锈钢是在304不锈钢基础上添加Ni、C、Ti元素,适合于在430℃-900℃温度下使用。添加C元素是为了稳定Ti元素,抑制晶界敏化,使抗晶间腐蚀性、高温强度、高温抗氧性变的更好。
为什么添加Ti元素会使得这些性能变得更好呢?
以奥氏体不锈钢晶间腐蚀的贫铬理论为基础,通过添加Ti元素在不锈钢中形成TiC,窃取Cr23C6中的碳,避免大量网状Cr23C6沿晶界析出,从而减轻晶界贫铬的贫化程度,使贫铬区铬的含量不低于耐蚀性的临界铬量,因此减轻和避免了晶间腐蚀。
铬镍奥氏体不锈钢优良的热塑性使其易于施以锻造、轧制、热穿孔和挤压等热加工,钢锭加热温度为1150~1260℃,变形温度范围一般为900~1150℃,含铜、氮以及用钛、铌稳定化的钢种偏靠低温,而高铬、钼钢种偏靠高温。由于导热差,保温时间应较长。热加工后工件空冷即可。铬锰奥氏体不锈钢热裂纹敏感性较强,钢锭开坯时要小变形、多道次,锻件宜堆冷。可以进行冷轧、冷拔和旋压等冷加工工艺和冲压、弯曲、卷边与折叠等成形操作。铬镍奥氏体不锈钢加工硬化倾向较铬锰钢弱,一次退火后冷变形量可以达到70%~90%,但铬锰奥氏体不锈钢由于变形抗力大,加工硬化倾向强,应增加中间软化退火次数。一般中间软化退火处理为1050~1100℃水冷。
奥氏体不锈钢也可生产铸件。为了提高钢液的流动性,改善铸造性能,铸造钢种合金成分应有所调整:提高硅含量,放宽铬、镍含量的区间,并提高杂质元素硫的含量上限。
奥氏体不锈钢使用前应进行固溶处理,以便大限度地将钢中的碳化物等各种析出相固溶到奥氏体基体中,同时也使组织均匀化及消除应力,从而优良的耐蚀性和力学性能。正确的固溶处理制度为1050~1150℃加热后水冷(细薄件也可空冷)。固溶处理温度视钢的合金化程度而定:无钼或低钼钢种应较低(≤1100℃),而更高合金化的牌号如00Cr20Ni18Mo-6CuN、00Cr25Ni22Mo2N等宜较高(1080~1150℃)。
生产中广泛采用技术,如炉外精炼率达到95%以上,连铸比超过80%,高速轧机和精、快锻机等普遍推广。特别是在冶炼和加工过程中实现电子计算机控制,了产品质量和性能的可靠和稳定。
发展方向
(1)钢种极低碳化(碳≤0.02%)和高纯化(作为杂质元素硫、磷、硅、锰等含量极低)。
(2)特殊用途钢种开发。如热海水用高钼钢、高耐蚀高强度的高氮钢(氮含量达到0.4%~0.6%甚至0.8%~1.0%),不锈钢功能材料(记忆材料、储氢材料等)等。
(3)新工艺开发。不锈钢复合材料、非晶不锈钢等。
奥氏体不锈钢管含有高的镍含量及其他奥氏体形成元素,这些元素促使奥氏体相的形成,使其在室温甚至更低温度下仍然稳定。铁素体不锈钢无缝管则含有减弱奥氏体形成的元素例如高的铬含量,使铁素体成为主导的相组分。马氏体不锈钢管在高温时是奥氏体组织,然而这种奥氏体是不稳定的,在冷却时发生转变。借助于奥氏体形成元素和铁素体形成元素之间的平衡可以控制不锈钢管的微观组织。两种元素间平衡的调整对不锈钢管的力学性能,耐腐蚀性和焊接性有重要作用。
铝、钛、铜和钼加入不锈钢无缝管中可以促进析出反应而使钢强化。含有Cu、AI 和Mo的析出硬化(PH)马氏体不锈钢无缝管经热处理后可以得到超过1375MPa (200k8i)的室温屈服强度。奥氏体不锈钢无缝管经常含有钛和铝而形成镍钛和镍铝析出相,其作用和镍基超合金中的析出强化相相似。铝在固溶体中是铁素体形成元素.而铜则是弱奥氏体形成元素.成分接近纯铜的析出相可以用来强化马氏体钢如174PH钢。铁素体形成元素有:铬,钼、硅、铌、钛、铝、钒、钨。奥氏体形成元素有:镍、锰、碳、氮、铜、钴。
321不锈钢,是Ni-Cr-Mo型奥氏休不锈钢,也是304不锈钢的衍生钢种。321不锈钢和304不锈钢在耐腐蚀性能上差异并不大,但在500-600摄氏度的耐热工况下,则大多使用321不锈钢,是因为321不锈钢有钛(Ti)作为稳定化元素存在,使其具备了更好的耐耐晶间腐蚀及高温强度,有效的控制了碳化铬的形成。同时也是热强钢种,使321不锈钢具有了高温应力破断性能和高温抗潜变性能,应力机械性能优于304不锈钢,所以能用于制造耐磨酸容器和耐磨设备的衬里、输送管道(如石油废气燃烧管道、发动机排气管、柴油机消音部件、加热元件管、用于高温矿物加工的编织或焊接筛网、燃炉管道及烘干机用螺旋焊管)。