西安347/347H-耐热不锈钢
西安347耐热不锈钢（S34700）是一种稳定性非常好的不锈钢。在温度达到800-1500°F（427-816°C），碳化铬沉淀的条件下，仍能(néng)保持良好的抗粒间腐蚀的能(néng)力。由于成分(fēn)中添加了钛，在碳化铬形成的情况下，347耐热不锈钢仍然可(kě)以保持稳定性。
347耐热不锈钢由于其优良的机械性能(néng)，在高温环境下工作很(hěn)有(yǒu)优势。与304合金相比，347耐热不锈钢具更好的延展性及抗应力断裂能(néng)力。另外，304L也可(kě)用(yòng)于化作用(yòng)及晶间腐蚀。
西安347/347H-耐热不锈钢
合金321（UNSS32100）是一种稳定性非常好的不锈钢。在温度达到800-1500°F（427-816°C），碳化铬沉淀的条件下，仍能(néng)保持良好的抗粒间腐蚀的能(néng)力。由于成分(fēn)中添加了钛，在碳化铬形成的情况下，321合金仍然可(kě)以保持稳定性。347耐热不锈钢则是由于添加了轲和钽来保持其稳定性。 321和347耐热不锈钢的高温作业优势，也有(yǒu)赖于其良好的机械性能(néng)。和304，304L相比，321和347具有(yǒu)更佳的抗蠕变应力和抗应力破裂性能(néng)。这使得在更高一点温度的时候，这些稳定的合金所承受的压力依然符合美國(guó)机械工程學(xué)会锅炉法规和压力容器规范。因此321和347耐热不锈钢的*高使用(yòng)温度可(kě)达1500°F(816°C)，而304，304L只局限于800°F(426°C)
321和合金347也有(yǒu)碳含量高的品种，它们UNS编号分(fēn)别為(wèi)：S32109跟S34709.
西安347/347H-耐热不锈钢化學(xué)成分(fēn)
ASTMA240和ASMESA-240:
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成分(fēn) |
重量百分(fēn)比除特别说明外， |
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321 |
347 |
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碳* |
0.08 |
0.08 |
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锰 |
2.00 |
2.00 |
|
磷 |
0.045 |
0.045 |
|
硫 |
0.030 |
0.03 |
|
硅 |
0.75 |
0.75 |
|
铬 |
17.00-19.00 |
17.00-19.00 |
|
镍 |
9.00-12.00 |
9.00-13.00 |
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钶+钽** |
-- |
10xC*小(xiǎo)1.00*大 |
|
钽 |
-- |
-- |
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钛** |
5x(C+N)*小(xiǎo)0.70*大 |
-- |
|
钴 |
-- |
-- |
|
氮 |
0.10 |
-- |
|
铁 |
剩余部分(fēn) |
剩余部分(fēn) |
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*H等级碳含量為(wèi)0.040.10%. |
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西安347/347H-耐热不锈钢耐腐蚀性
均匀腐蚀
合金321和347具有(yǒu)与不稳定的镍铬合金304相似的抵挡一般腐蚀的能(néng)力。在碳化铬程度的温度范围中的長(cháng)时间加热可(kě)能(néng)会影响合金321和347在恶劣的腐蚀介质中的耐蚀性。
在大多(duō)数环境中，两种合金的耐蚀性差不多(duō)；但退火状态下的合金321在强氧化性环境中的耐蚀性稍逊于经退火处理(lǐ)的合金347。因此，合金347在水环境和其他(tā)低温环境中更优越。暴露于800°F--1500°F(427°C--816°C)这一温度范围时，会使合金321的整體(tǐ)耐蚀性大大差于合金347。合金347主要用(yòng)于高温应用(yòng)，高温应用(yòng)要求材料有(yǒu)强的化性，以防止在较低温度的粒间腐蚀。
西安347/347H-耐热不锈钢粒间腐蚀
合金304等不稳定的镍?钢对粒间腐蚀敏感，而合金321跟合金347就是开发来应用(yòng)在这方面的。
当不稳定的铬镍钢被置于温度為(wèi)800°F--1500°F(427°C--816°C)的环境中或在这一温度范围内被慢慢冷却时，碳化铬在晶界产生沉淀。置于某些腐蚀性强的介质时，这些晶界*先受侵蚀，也许会弱化金属的效能(néng)，可(kě)能(néng)发生完全瓦解。
有(yǒu)机介质或若腐蚀性的水剂、牛奶或其他(tā)乳制品或大气条件下，即使存在大量碳化物(wù)沉淀，也很(hěn)少会产生粒间腐蚀。当焊接较薄的板材时，因為(wèi)停留在800°F--1500°F(427°C--816°C)这一温度范围的时间非常短，不容易产生粒间腐蚀，所以不稳定的等级都可(kě)以胜任了。碳化物(wù)沉淀到什么程度是有(yǒu)害的取决于合金暴露于800°F--1500°F(427°C--816°C)这一温度范围的时间長(cháng)短以及腐蚀介质。焊接较厚的板材是尽管加热时间较長(cháng)，但由于不稳定的L等级，含碳量在0.03%或更低，碳化物(wù)的沉淀也不足以对这个等级产生危害。
稳定的321和合金347不锈钢的强化性和抗粒间腐蚀性通过下表数据體(tǐ)现。（铜-硫酸铜-16%硫酸测试(ASTMA262,PracticeE)）。在测试开始前，对钢厂经退火处理(lǐ)的样品进行1050°F(566°C)、48小(xiǎo)时的均热光敏热处理(lǐ)。
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粒间腐蚀测试長(cháng)期敏化作用(yòng)下的结果 |
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|
合金 |
Rate(ipm) |
Bend |
Rate(mpy) |
|
304 |
0.81 |
dissolved |
9720.0 |
|
304L |
0.0013 |
IGA |
15.6 |
*1100°F退火处理(lǐ)，240小(xiǎo)时
321和347的抗氧化性可(kě)与其它18-8奥氏體(tǐ)不锈钢媲美。把样本暴露于高温的实验室大气中。定期把样本从高温环境中拿(ná)出称重，可(kě)推算出锈皮形成的程度。测试结果通过重量变化(毫克/平方厘米)来表示，取两个不同被测样本的*小(xiǎo)值的平均值。
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重量变化(毫克/平方厘米) |
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|
暴露时间 |
1300°F |
1350°F |
1400°F |
1450°F |
1500°F |
|
168小(xiǎo)时 |
0.032 |
0.046 |
0.054 |
0.067 |
0.118 |
|
500小(xiǎo)时 |
0.045 |
0.065 |
0.108 |
0.108 |
0.221 |
|
1,000小(xiǎo)时 |
0.067 |
-- |
0.166 |
-- |
0.338 |
|
5,000小(xiǎo)时 |
-- |
-- |
0.443 |
-- |
-- |
321和347的主要區(qū)别在于细微的合金添加剂，但不影响抗氧化性。因此，这些测试结果对两个等级来说都具有(yǒu)代表性。但是，氧化率会受暴露环境以及产品形态等固有(yǒu)因素的影响，因此，这些结果应仅被视為(wèi)这些等级抗氧化性的通常数值。
物(wù)理(lǐ)性能(néng)
合金321和347的物(wù)理(lǐ)性能(néng)颇相似，实际上，可(kě)以视為(wèi)相同。表格中所列数值对这两种合金都适用(yòng)。
若经适当的退火处理(lǐ)，合金321和347不锈钢主要含有(yǒu)奥氏體(tǐ)和钛碳化物(wù)或铌碳化物(wù)。少量的铁素體(tǐ)可(kě)能(néng)会或可(kě)能(néng)不会出现在微观结构中。若長(cháng)时间暴露于温度介于1000°F--1500°F(593°C--816°C)的环境中，可(kě)能(néng)会形成少量的西格玛相。
热处理(lǐ)不能(néng)使稳定的合金321和347不锈钢硬化。
金属的总传热系数除了取决于金属的导热系数外，还取决于其它因素。在大多(duō)数情况下，膜层散热系数、锈皮和金属的表面状况。不锈钢能(néng)保持表面整洁，因此它的传热性比其它导热系数更高的金属更好。
导磁性
稳定的合金321和347一般不带磁性。在退火状态下，它的导磁系数低于1.02。导磁率会因成分(fēn)而改变，因冷作而增加。含铁素體(tǐ)的焊缝的导磁率会高一点。
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物(wù)理(lǐ)性能(néng) |
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|
密度 |
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|
等级 |
g/cm3 |
lb/in3 |
|
321 |
7.92 |
0.286 |
|
347 |
7.96 |
0.288 |
|
抗拉弹性系数 |
|||
|
28x106psi |
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|
193GPa |
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|
線(xiàn)性热膨胀平均系数 |
|||
|
温度范围 |
|
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|
°C |
°F |
cm/cm°C |
in/in°F |
|
20-100 |
68-212 |
16.6x10-6 |
9.2x10-6 |
|
20-600 |
68-1112 |
18.9x10-6 |
10.5x10-6 |
|
20-1000 |
68-1832 |
20.5x10-6 |
11.4x10-6 |
|
导热性 |
|||
|
温度范围 |
|
||
|
°C |
°F |
W/m•K |
Btu•in/hr•ft2•°F |
|
20-100 |
68-212 |
16.3 |
112.5 |
|
20-500 |
68-932 |
21.4 |
14.7 |
|
比热 |
|||
|
温度范围 |
|
||
|
°C |
°F |
J/kgK |
Btu/lb•°F |
|
0-100 |
32-212 |
500 |
0.12 |
|
電(diàn)阻率 |
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|
温度范围 |
|
|
|
°C |
°F |
microhm•cm |
|
20 |
68 |
72 |
|
100 |
213 |
78 |
|
200 |
392 |
86 |
|
400 |
752 |
100 |
|
600 |
1112 |
111 |
|
800 |
1472 |
121 |
|
900 |
1652 |
126 |
|
熔化范围 |
|
|
°C |
°F |
|
1398-1446 |
2550-2635 |
西安347/347H-耐热不锈钢机械性能(néng)
室温下的延展性
稳定的合金321和347铬镍等级在退火状态下（2000°F[1093°C],空气冷却）的机械性能(néng)*小(xiǎo)值如下表所示。 高温下的延展性
合金321和347在高温下的典型机械性能(néng)如下表所示。在1000°F(538°C)及更高的温度环境中，这些稳定合金的强度明显高于不稳定的304合金。
含碳量高的合金321H和347H（UNS32109和S34700）在1000°F(537°C)以上的环境中具有(yǒu)更高的强度。合金347H的ASME*大许用(yòng)设计应力数据显示这个等级的强度比含碳量较低的合金347高。合金321H不允许用(yòng)于SectionVIII的应用(yòng)，而且对于SectionIII的应用(yòng)，只限于800°F(427°C)或以下的温度。
蠕变及应力破裂性能(néng)
合金321和347不锈钢的典型蠕变及应力破裂数据如下表所示。稳定合金在高温中的蠕变及应力破裂强度高于不稳定合金304和304L。合金321和347这些优越的性能(néng)使其适用(yòng)于高温作业的承压零件，例如我们常见的锅炉及压力容器。
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321和347的冲击强度 |
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|
测试温度 |
夏比冲击能(néng)量吸收 |
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|
°F |
°C |
Ft-lb |
Joules |
|
75 |
24 |
90 |
122 |
|
-25 |
-32 |
66 |
89 |
|
-80 |
-62 |
57 |
78 |
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ASTMA240和ASMESA-240 |
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|
类型 |
屈服强度.2%Offsetpsi(MPa) |
极限抗拉强度psi(MPa) |
延伸率(%) |
|
321 |
30,000 |
75,000 |
40.0 |
|
347 |
30,000 |
75,000 |
40.0 |
|
ASTMA240和ASMESA-240要求的室温下机械性能(néng)的*小(xiǎo)值 |
|||
|
类型 |
硬度，*大值 |
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板 |
片 |
条 |
|
|
321 |
217 |
95Rb |
95Rb |
|
347 |
201 |
92Rb |
92Rb |
|
高温条件下的抗拉性能(néng) 合金321(0.036英寸厚/0.9mm厚) |
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|
测试温度 |
屈服强度.2%Offsetpsi(MPa) |
极限抗拉强度psi(MPa) |
%延伸率 |
|
|
°F |
°C |
|||
|
68 |
20 |
31,400 |
85,000 |
55.0 |
|
400 |
204 |
23,500 |
66,600 |
38.0 |
|
800 |
427 |
19,380 |
66,300 |
32.0 |
|
1000 |
538 |
19,010 |
64,400 |
32.0 |
|
1200 |
649 |
19,000 |
55,800 |
28.0 |
|
1350 |
732 |
18,890 |
41,500 |
26.0 |
|
1500 |
816 |
17,200 |
26,000 |
45.0 |
|
高温条件下的拉伸性能(néng) 合金347(0.060英寸厚/1.54mm厚) |
||||
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测试温度 |
屈服强度.2%Offsetpsi(MPa) |
极限抗拉强度psi(MPa) |
%延伸率 |
|
|
°F |
°C |
|||
|
68 |
20 |
36,500 |
93,250 |
45.0 |
|
400 |
204 |
36,600 |
73,570 |
36.0 |
|
800 |
427 |
29,680 |
69,500 |
30.0 |
|
1000 |
538 |
27,400 |
63,510 |
27.0 |
|
1200 |
649 |
24,475 |
52,300 |
26.0 |
|
1350 |
732 |
22,800 |
39,280 |
40.0 |
|
1500 |
816 |
18,600 |
26,400 |
50.0 |
冲击强度
321和347不管是在室内还是在零度以下的环境，其抗冲击的韧性都非常好。退火后的合金347在指定测试温度中静置一小(xiǎo)时后的夏比V冲击试验如下图所示。合金321的情况与347相类似。
