Acier inoxydable 321H à haute teneur en carbone

L'acier inoxydable 321H est une variante à haute teneur en carbone (0,04 à 0,10 %) du 321, conçue pour améliorer la résistance aux températures élevées et au fluage. Une plus grande quantité de carbures de titane (à partir de carbone plus élevé) renforcent sa structure, ce qui la rend idéale pour les pièces porteuses de charge de 800 à 900 degrés-comme les surchauffeurs de chaudière.

Composition chimique (clé, % ASTM A240): C0,04–0,10 ; Cr17,0-19,0 ; Ni9,0-12,0 ; Ti5×C–0,70 (min0,10) ; Mn Inférieur ou égal à 2,0

Propriétés mécaniques (recuit): Résistance à la traction supérieure ou égale à 550MPa ; Limite d'élasticité supérieure ou égale à 220 MPa ; Allongement supérieur ou égal à 35 % ; Dureté Inférieure ou égale à 235HB

Avantages en termes de performances: température de service de 900 degrés ; 50 % de fluage en moins que le 321 à 850 degrés ; stabilisation du titane; bonne résistance aux contraintes thermiques.

Applications : Surchauffeurs de chaudière, pièces de turbine, éléments de four-pour usage intensif.

Notes équivalentes: EN1.4542, JIS SUS321H, DIN X10CrNiTi18-10

Comparaison avec 321 : 321H a une résistance à la traction plus élevée (550 vs. 515MPa) ; 321 est moins cher pour une contrainte inférieure ou égale à 800 degrés, 321H pour une contrainte élevée de 800 à 900 degrés.

FAQ

Pourquoi une teneur plus élevée en carbone améliore-t-elle les performances à haute température du 321H ? 0,04 à 0,10 % de carbone réagit avec le titane pour former plus de carbures de titane que le 321. Ces carbures durs épinglent les limites des grains, ralentissant le mouvement atomique (provoquant un ramollissement/fluage) à des températures élevées. À 850 degrés, la limite d'élasticité du 321H est de 15 à 20 % supérieure à celle du 321. Les grains plus fins provenant de carbures supplémentaires réduisent le glissement des joints de grains, une cause majeure de fluage, améliorant ainsi la stabilité structurelle.

 

Le 321H conserve-t-il la résistance à la corrosion avec un carbone plus élevé ? Oui-la teneur en titane évolue avec le carbone (5 × C min0,10 %). Pour 0,10 % C, Ti supérieur ou égal à 0,50 % lie tout le carbone, empêchant ainsi les carbures de chrome. Aucune zone appauvrie en Cr-ne se forme, donc la résistance à la corrosion intergranulaire correspond à 321. Ce n'est que dans les acides extrêmes qu'elle est légèrement en retard, négligeable pour son utilisation prévue à haute-chaleur.

 

Comment la plage de température du 321H se compare-t-elle à celle des autres qualités ? Son service maximum à 900 degrés se situe entre 321 (870 degrés) et 309S (980 degrés). Les surchauffeurs de chaudière (800-850 degrés) utilisent le 321H-321 de façon excessive, le 309S est trop cher. 347H (980 degrés) est plus cher ; 310S (1 150 degrés) est destiné à une chaleur ultra-élevée. 321H est rentable-efficace pour les pièces porteuses de 800 à 900 degrés.

Quelles différences de fabrication existent entre le 321H et le 321 ? Utiliser du mastic 321H (le mastic 321 affaiblit les soudures) ; un courant de soudage légèrement plus élevé assure la fusion (faible chaleur toujours critique). Le pliage nécessite plus de force (220 vs. 205MPa limite d'élasticité)-pré-recuit pour les pliages complexes. Machine 10 à 15 % plus lente (dureté 235 vs. 217HB) ; utiliser des outils en carbure. Recuit post-fabrication (identique à 321) pour soulager le stress.

 

Quand choisir 321H plutôt que 347H ? Le 347H (niobium-stabilisé) gère 980 degrés mais coûte plus cher. 321H est moins cher pour 800–900 degrés (pièces de la chaudière). 321H se soude plus facilement (le 347H risque de se fissurer avec de mauvais paramètres). Dans les environnements riches en soufre-, le 321H est meilleur (le niobium forme des sulfures cassants). Choisissez 321H pour les applications à faible-soudure, 800 à 900 degrés ; 347 H pour le soudage ultra-à haute température/lourd.