مقایسه ورق استیل 304 و 321
ورق استیل 304 یک فولاد کم کربن کروم-نیکل است که از نظر مقاومت به حرارت و خوردگی از گرید 302 بهتر می باشد.
ورق استیل 321 نیز یک فولاد زنگ نزن کروم-نیکل پایدار شده است که در آن تیتانیم وجود دارد. از این گرید برای قطعاتی که تحت جوشکاری قرار می گیرند و نمی توان آنها را آنیل کرد، استفاده می شود. گرید 321 مقاومت خوبی در برابر خوردگی بین دانه ای دارد و از آن در محدوده دمایی 800 تا F֯ 1850 (427 – C ֯ 816) استفاده می شود. استیل 321 به علت دارا بودن تیتانیوم در برابر ساختار خود در برابر رسوب زایی کاربید کروم مقاوم تر است.
استنلس استیل های 321 و 304 از نظر ترکیب شیمیایی بسیار شبیه یکدیگرند و عمده ترین تفاوت های این دو گرید مربوط به حضور تیتانیم در ورق استیل 321 است. یکی دیگر از تفاوت های این دو فولاد نیز مربوط به میزان کربن است. میزان کربن در استیل 321، % 0.08 و گریدهای 304 و L 304 به ترتیب 0.07 و 0.03 است. معمولا با افزایش مقدار کربن، استحکام افزایش می یابد. یکی از عمده ترین مزیت های ورق استیل 321 دارا بودن خواص مکانیکی در محیط های دما بالا است. همچنین گرید 321 دارای شکل پذیری بهتر و مقاومت به شکست بیشتری در مقایسه با ورق استیل 304 بهتر است.
رسوب زایی کاربیدها و خوردگی بین دانه ای
یکی از معضلات ورق استیل 304 و بسیاری دیگر از استنلس استیل های آستنیتی سری 300 رسوب زایی کاربیدها و به تبع آن وقوع خوردگی بین دانه ای حین بکارگیری و جوشکاری این فولادها در محدوده دمایی C ֯ 816 – 427 می باشد. ورق استیل L 304 که گرید کم کربن استنلس استیل 304 می باشد از آنجایی که کربن کمتری دارد در مقابل رسوب زایی کاربیدها و خوردگی بین دانه ای مقاوم تر است. اما یک راه موثرتر برای کاهش رسوب کاربیدها، افزودن تیتانیوم (Ti) به منظور پایدارسازی آلیاژ است. کربن موجود در فولاد با تیتانیم ترکیب می شود. ورق استیل 321 نیز در ترکیب شیمیایی خود دارای تیتانیم است. مقدار تیتانیم گرید 321 به منظور «پایدارسازی» کامل آلیاژ باید حداقل پنج برابر مقدار کربن آن باشد. برتری اصلی گرید 321 نسبت به ورق استیل 304 کاهش احتمال خوردگی در مناطق متاثر از حرارت (HAZ) به واسطه حضور تیتانیم در ساختار این فولاد است.
استحکام خستگی
استحکام خستگی در کاربردهای دینامیک یکی از مهمترین پارامترهایی است که باید در نظر گرفته شود. استحکام خستگی ورق استیل 321 از گرید 304 کمی بالاتر است. معمولا استحکام خستگی فولادهای ضدزنگ آستنیتی در شرایط آنیل شده، تقریبا نصف استحکام کششی شان آنهاست. در جدول زیر استحکام کششی و استحکام خستگی گریدهای 304 و 316 ارائه شده است:
آلیاژ |
استحکام کششی |
استحکام خستگی |
304L |
68 ksi |
34 ksi |
304 |
70 ksi |
35 ksi |
321 |
76 ksi |
38 ksi |
فاکتورهای دما
فاکتور دما یکی از دیگر از عواملیست که باید برای برخی کاربردها در نظر گرفته شود. همانطور که در جدول زیر میبینیم، در گرید 321 در مقایسه با گرید 304L کاهش فاکتور دما در دماهای بالا اندکی بیشتر است:
فاکتور 321 |
فاکتور 304L |
دما ͦF |
1.00 |
1.00 |
70 |
0.97 |
0.95 |
150 |
0.95 |
0.91 |
200 |
0.93 |
0.88 |
250 |
0.91 |
0.85 |
300 |
0.89 |
0.81 |
350 |
0.87 |
0.78 |
400 |
0.85 |
0.77 |
450 |
0.83 |
0.77 |
500 |
0.80 |
0.76 |
600 |
0.76 |
0.74 |
700 |
0.68 |
0.73 |
800 |
0.59 |
0.68 |
900 |
0.65 |
0.63 |
1000 |
0.59 |
0.58 |
1100 |
0.53 |
0.53 |
1200 |
