321不鏽鋼與347、348不鏽鋼的區彆

321不鏽鋼與347、348不鏽鋼的區彆
347、348和321不鏽鋼種的物理性能十分相似，都可在所有的實用場合使用。下列數值可能適用於這三種鋼種。 金屬總的熱傳遞通常取決本文將**介紹321不鏽鋼、347不鏽鋼與348不鏽鋼的各項參數對比。
這些鋼種主要優點是，處於800-1500°F（427-816°C）的碳化物析出溫度範圍內或者在該範圍內保溫後的較低的溫度中，它們都具有**的抗晶間腐蝕性。由於外加Ti，321鋼種能穩定地防止碳化鉻的形成。但是在隻涉及焊接或在800-1500°F（427-816°C）溫度範圍內短時加熱的應用場合，這些穩定的鋼種已被304L大量取代。
由於良好的機械性能，347、348和321不鏽鋼種還具有可在高溫下工作的優點。ASME鍋爐和壓力容器規程顯示優先選用347、348和321不鏽鋼種而不是304和304L，並且這些合金允許在溫度高達950°F（510°C）的較高極限工作應用下使用。這些鋼種的高抗蠕變強度增強了其在ASME高壓規程設計中的應用特性。
不鏽鋼金相組織
這些鋼種經適當退火後，主要由奧氏體和碳化鈦或铌組成，還有少量的鐵素體。處在1100-1500°F（593-816°C）溫度範圍內相當長的時間，會形成少量σ相。
不鏽鋼耐腐蝕性
上述三類鋼種在大多數環境中顯示相同的耐蝕性，但是在強氧化環境中，退火的321鋼種耐一般腐蝕的性能比退火的347多少有所下降。因此在含水和其它低溫環境中優先選用347鋼種，因為處於800-1500°F（427-816°C）溫度範圍內，321鋼種總的耐蝕性的下降比347大得多。
 

不鏽鋼耐腐蝕
晶間腐蝕
348、347和321不鏽鋼被研製並用於像304鋼種那樣的不穩定Cr-Ni鋼易發生晶間腐蝕的地方。當那些不穩定的Cr-Ni鋼處於或慢慢冷卻通過800-1500°F（427-816°C）時，一部分碳化鉻會在晶界析出。晶界易先被侵蝕，會**降低金屬強度並可能發生完全碎裂。
有機介質或非常弱的腐蝕劑、牛奶或彆的乳製品或大氣條件，即使會析出大量的碳化物，很少產生晶間腐蝕。在焊接薄料時，處於800-1500°F（427-816°C）溫度區的時間非常短，不穩定的鋼種通常也能適用於大部分腐蝕介質。碳化物析出產生危害的程度不僅取決於腐蝕條件還取決於保持在800-1500°F（427-816°C）溫度區時間的長短。在焊接厚的材料時，即使加熱時間較長，對這些C含量低達0.03%或以下的不穩定材料也無害。
物理性能
347、348和321不鏽鋼種的物理性能十分相似，都可在所有的實用場合使用。下列數值可能適用於這三種鋼種。
金屬總的熱傳遞通常取決於各種因素而不是其本身的實際導熱係數，在大多情況下與熱傳導係數較高的其它金屬相比，要求不鏽鋼的薄膜係數、氧化皮和這樣的表麵狀況不能超過10-15%。
導磁係數
三種鋼退火後典型的導磁係數是在200H時低於1.02。係數值隨成分而變化並隨冷加工而增加。含有鐵素體的焊接會增加導磁係數。
 

物理性能/張力拉伸係數/平均線性熱膨脹係數
 
導熱係數/比熱
 
電阻係數
 
融化範圍
不鏽鋼成形及條件
這三種鋼都能加工成板材、薄板、帶材和焊管，所有的產品主要是退火後出售。一些經過冷軋硬化的產品可以帶材形式供貨。其他形式的產品列於標準產品規格表中供參考並可從其它供貨商獲得。
不鏽鋼機械性能
室溫拉伸性能
下表顯示了這些穩定的Cr-Ni鋼種已退火後的*低機械性能(2000°F[1093°C]，空氣冷卻)，試驗樣品為薄板。
高溫拉伸性能
高C的321H、347H和348H在1000°F（537°C）以上溫度下有較高的機械強度。ASME允許的應力*大設計值反映了H型鋼種較高的強度。
衝擊強度
在零下溫度中321和347鋼種有很好的額衝擊韌性。
疲勞強度
各種金屬的疲勞強度實際上受腐蝕條件、表麵光潔度、形狀和平均應力的影響。因此冇有確定的數值能用來代表所有工作條件下的疲勞強度。321和347鋼種的疲勞強度約為其抗拉強度的35%。
硬化
這種穩定的鋼種不能經熱處理硬化。
應力斷裂和抗蠕變強度
347、348和321不鏽鋼種的高溫應力斷裂和抗蠕變強度比304和304L鋼種高。在室溫下有微弱的優勢，然而如同ASME鍋爐和壓力容器規程所認可的那樣，其高溫數值，可允許元件的設計達到較高的應力水平。
 

不鏽鋼機械性能
不鏽鋼加工性能
焊接
在高合金鋼中，奧氏體不鏽鋼被認為可焊性*好，並可采取各種熔焊和電阻焊。對奧氏體不鏽鋼進行焊合時，要考慮兩個重要問題：耐腐蝕保護和避免開裂。要求保持元素的穩定性。采取惰性氣體要求有一定得清潔度，並避免從油中吸收C或空氣中吸取N。321鋼種比347鋼種更易失去Ti，而348鋼種可能失去Nb。
焊接全奧氏體結構的金屬時，在焊接過程中更易開裂。因此，347、348和321不鏽鋼種要同少量鐵素體一起固化，將裂紋敏感性降到*低程度。Nb穩定不鏽鋼比Ti穩定不鏽鋼更易產生熱裂。
退火
321和347鋼種的退火溫度範圍是1800—2000°F（928-1093°C）。退火的主要目的是軟化和得到高延性，這些鋼也可能在碳化物析出的溫度範圍800—1500°F（427—816°C）進行消除應力退火，而不會晶間腐蝕的危險。僅在800—1500°F（427—816°C）溫度範圍內進行幾小時的消除應變退火不會明顯地降低一般的耐蝕性。當然在此溫度範圍內長時間的加熱確實會在一定程度上降低一般的耐蝕性。不過，正如強調的那樣，在800—1500°F（427—816°C）溫度範圍退火不會產生晶間侵蝕的敏感性。
如要得到*大的延性，建議在1800—2000°F（928—1093°C）的較高溫度範圍內退火。
在用Cr-Ni不鏽鋼加工設備時，要采用穩定的鋼種，*大限度地防止碳化物析出。必須識彆Nb和Ti穩定能力的不同，Nb是比Ti更容易生成碳化物的元素。因此使用321鋼種的穩定性及保護作用可能不太明顯。
如果要求321鋼種具有*大的耐蝕性，必須采用稱作穩定退火的防腐蝕改善措施。將材料加熱到1550-1650DF（843-899DC），根據厚度不同，時間可長達5小時。這個範圍在碳化鉻形成溫度之上，高得足以分解和固溶以前形成的所有碳化物。此外，這個溫度會使Ti和C結合，形成無害的碳化物。其結果是Cr會還原成固溶體而C不得不與Ti結合成無害碳化物。
如果在氧化性氣氛中進行熱處理，退火後要在硝酸和氫氟酸混合除鏽液中除去氧化物，而這些酸必須從材料表麵徹底衝洗掉。
清洗
儘管不鏽鋼具有耐蝕性，也應小心加工和使用，即使在正常使用條件下也要維護其表麵狀況。
焊接時采用惰性氣體保護工藝，焊接所產生的氧化皮和熔渣用不鏽鋼絲刷**。普通的碳鋼刷會在表麵留下碳鋼顆粒，*終使表麵生鏽。對於更為嚴格的應用要求，焊接區要用如硝酸和氫氟酸混合液那樣的除鏽液處理，除去氧化膜色，並且必須隨即用水衝洗。
當材料在內陸、輕工業或較為溫和的條件下使用，極少需要維護。隻有遮蔽區偶爾要用加壓水流衝洗。在海洋或重工業區，可經常用水除去有損於不鏽鋼表觀的鹽分和汙垢沉積。
頑固的斑點和沉積物像焚燒後的食品，可用無磨損的清潔劑和纖維刷、海綿或不鏽鋼棉洗滌。但不鏽鋼棉會在光滑的不鏽鋼表麵留下長久的痕跡。
不鏽鋼在許多使用場合需要定期清洗和**。設備要用特製的氫氧化鈉、有機溶劑或酸溶液如磷酸或氨基磺酸清洗（強還原性酸，如氫氟酸或氫氯酸可能對這些不鏽鋼有害）。必須排出清洗液並用淡水徹底漂清不鏽鋼表麵，如果殘留的溶液長期與不鏽鋼表麵接觸，會使其變壞。
提高設計性能有助於不鏽鋼的可清潔性，帶圓角、倒角和裂縫很少的設備更易於做如焊縫打磨和表麵拋光那樣的清潔工作。