奧氏體不銹鋼具有面心立方晶體結(jié)構(gòu)，無磁性，不能通過熱處理強(qiáng)化，只能采用冷加工強(qiáng)化手段提高強(qiáng)度。由于其耐蝕，良好的常溫和低溫韌性、易成型性和良好的可焊性而廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域和日常消費(fèi)領(lǐng)域。奧氏體不銹鋼產(chǎn)量約占不銹鋼產(chǎn)量的70%，其產(chǎn)品涵蓋板、管、絲、帶、棒材、鍛件等幾乎所有的冶金產(chǎn)品類型。
(06Cr18Ni11Ti) 321不銹鋼是在不銹鋼工業(yè)應(yīng)用的早期，為解決常規(guī)18-8型奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕問題，發(fā)展了用Ti穩(wěn)定化的奧氏體不銹鋼，我國目前此鋼的化學(xué)成分標(biāo)號(hào)為06Cr18Ni11Ti，在美國稱做為321不銹鋼，此鋼的發(fā)展是以奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕的貧鉻理論為基礎(chǔ)，通過加入鈦，在鋼中優(yōu)先形成TiC,竊取形成Cr23C6的碳，避免大量的網(wǎng)狀Cr23C6沿晶界析出，從而減輕和避免了晶間腐蝕。321不銹鋼在冶金裝備和工藝水平不能經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)超低碳奧氏體不銹鋼的年代，確實(shí)起到了舉足輕重的作用，隨著二次精煉工藝引入不銹鋼以來，超低碳不銹鋼的生產(chǎn)已變得容易且成本可接受的情況下，Ti穩(wěn)定化不銹鋼的地位已漸漸動(dòng)搖，至20世紀(jì)90年代中，西方發(fā)達(dá)國家的321不銹鋼產(chǎn)量不足不銹鋼產(chǎn)量的1%。
由于321不銹鋼的常期使用經(jīng)驗(yàn)，良好的高溫力學(xué)性能等，目前，在高溫和在一些特定環(huán)境中（抗氫腐蝕）以及在需要穩(wěn)定化熱處理?xiàng)l件下仍在使用。在大型鍋爐過熱器、再熱器、蒸汽管道、石油化工的熱交換器和連多硫酸的生產(chǎn)設(shè)備中仍然得到廣泛應(yīng)用。
一、化學(xué)成分
| 牌號(hào)名稱 | 321不銹鋼的化學(xué)成分 % | |||||||
| 碳 | 硅 | 錳 | 磷 | 硫 | 鎳 | 鉻 | 鈦 | |
| 1Cr18Ni9Ti | ≤0.12 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.035 | ≤0.030 | 8.0～11.0 | 17.0～19.0 | 5(C%-0.02)～0.80 |
| 06Cr18Ni11Ti | ≤0.08 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.035 | ≤0.030 | 9.0～12.0 | 17.0～19.0 | ≥5C% |
| 321 | ≤0.08 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | 9.0～12.0 | 17.0～19.0 | 5×（C+N）～0.70 |
| 1.4541 | ≤0.08 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.015 | 9.0～12.0 | 17.0～19.0 | 5×C～0.70 |
二、機(jī)械性能
| 標(biāo) 準(zhǔn) | 產(chǎn) 品 類 型 | 抗拉強(qiáng)度 MPa | 屈服強(qiáng)度 MPa | 延伸率 % |
| GB1220-92 GB4317-92 | 棒材： 920～1150℃快冷 熱軋板：≤25mm 920～1150℃快冷 | ≥520 | ≥205 | ≥40 |
| ASTM A276 | 熱加工棒、退火 | ≥515 | ≥205 | ≥40 |
| ASTM A473 | ≤Φ13mm 冷加工棒、退火 ≥Φ13mm 冷加工棒、退火 | ≥620 ≥515 | ≥310 ≥205 | ≥40 ≥40 |
| ASTM 163 A240 | 管、薄板、熱板、退火 | ≥515 | ≥205 | ≥40 |
三、耐蝕性能
| (06Cr18Ni11Ti) 321不銹鋼的耐腐蝕性能 | ||||
| 介 質(zhì) | 介 質(zhì) 條 件 | 試驗(yàn)時(shí)間 h | 腐蝕時(shí)間 mm/a | |
| 濃度，% | 溫度，℃ | |||
| 硝 酸 | 30 | 20 | 720 | 0.007 |
| 50～66 | 20 | 720 | 0 | |
| 93 | 43 | 720 | 0.05 | |
| 95 | 37～55 | 720 | 0.03 | |
| 97 | 55 | 720 | 0.76 | |
| 99 | 55 | 720 | 1.25 | |
| 99.67 | 55 | ＜10 | ||
| 硫 酸 | 2 | 50 | 68 | 0.016 |
| 2 | 100 | 42 | 30～65 | |
| 5 | 50 | ～20 | 3.0～4.5 | |
| 5 | 100～105 | 16～43 | 3.3～15 | |
| 80 | 20 | 120 | 0.46 | |
| 醋 酸 | 1～濃 | 20～40 | ＜0.1 | |
| 10 | ＜0.1 | |||
| 50 | ＜0.1 | |||
| 80 | ＜0.3 | |||
| 磷 酸 | 10 | 0.01 | ||
| 28 | 80 | 20 | 0.67 | |
| 45 | 0.1～1.0 | |||
| 60 | 60 | 72 | 1.7 | |
| 80 | 110 | 腐蝕深度過大 | ||
| 檸檬酸 | 1～50 | 20 | ＜0.1 | |
| 5 | 140 | ＜1.0 | ||
| 50 | ＜10.0 | |||
| 95 | 20～140 | ＜0.1 | ||
| 氫氧化鉀 | 20 | 20～沸 | ＜0.1 | |
| 50 | 20 | ＜0.1 | ||
| 50 | 沸 | ＜0.1 | ||
| 熔化的 | ＞10.0 | |||
| 氫氧化鈉 ～35 | ～12 | 100 | 0.0044 | |
| 100 | 0.008 | |||
| 重鉻酸鉀 | 25 | 20～沸 | ＜0.1 | |
| 氯化錳 | 10～50 | 100 | ＜0.1 | |
| 過氧化鈉 | 10 | 20～沸 | ＜0.1 | |
| 亞硫酸鈉 | 25～50 | 沸 | ＜0.1 | |
| 硫酸鈉 | 5～飽和 | 100 | ＜0.1 | |
| 熔化的 | 900 | ＜0.3 | ||
| 硫 | 熔化的 | 130 | ＜0.1 | |
| 熔化的 | 445 | ＜0.3 | ||
| 硫酸銀 | 10 | 沸 | ＜0.1 | |
| 氯 | 干燥的 | 20 | ＜0.1 | |
| 干燥的 | 100 | ＞10.0 | ||
| 漂白粉 | 潮濕的 | 40 | 0.48 | |
| 氰化鈉 | 干燥的 | 20～100 | ＜0.1 | |
| 干燥的 | 100～500 | ＜10.0 | ||
四、工藝性能
321不銹鋼的冷、熱加工性能優(yōu)良，適宜的熱加工溫度為900～1150℃，冷加工性能良好，可受任何形式的冷加工和冷成型。生產(chǎn)板、管、絲、帶、棒鍛件等冶金產(chǎn)品不會(huì)出現(xiàn)特殊困難。
321不銹鋼的熱處理工藝通常采用固溶退火，固溶溫度為950～1150℃，冷卻方式以水冷為宜，薄截面產(chǎn)品可以空冷，冷加工中間退火溫度為850～970℃，保溫后快冷。此鋼亦可采用穩(wěn)定化處理，熱處理溫度為850～930℃。
321不銹鋼可焊性良好，可采用通常的焊接方法進(jìn)行焊接。手工電弧焊焊條可使用奧132、奧137、奧022或E347-15。焊后一般不需要熱處理，鍋爐鋼管焊接后需要進(jìn)行1121℃±28℃，至少保溫15分鐘的固溶退火處理。
五、材料應(yīng)用
(06Cr18Ni11Ti) 321不銹鋼廣泛的用于化工和石油以及核工業(yè)的耐腐蝕部件和高溫焊接構(gòu)件，如反應(yīng)器、管道、熱交換、大型鍋爐過熱器、再熱器蒸汽管道等。在核反應(yīng)堆工程中可用于堆內(nèi)構(gòu)件、主管道、緊固件螺栓、熱交換器等。
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