Thép không gỉ SUS321 và SUS316Ti: Titanium cải thiện khả năng chịu nhiệt độ-cao như thế nào?

So sánh thành phần hóa học

Phần tử wt%	SUS321	SUS316Ti
Cacbon	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,08	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,08
crom	17.0 – 19.0	16.0 – 18.0
Niken	9.0 – 12.0	10.0 – 14.0
Molypden	Không bắt buộc	2.0 – 3.0
Titan	Lớn hơn hoặc bằng 5 × C	Lớn hơn hoặc bằng 5 × C

SUS321 được chế tạo dựa trên khả năng chống ăn mòn giữa các hạt và khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao. SUS316Ti bổ sung molypden bên cạnh khả năng ổn định bằng titan, giúp cải thiện đáng kể khả năng chống lại sự ăn mòn rỗ và kẽ hở do clorua- gây ra trong khi vẫn duy trì hoạt động ở nhiệt độ-cao tương tự.

Cách thức hoạt động ổn định của Titan ở nhiệt độ cao

Ở các loại austenit không ổn định, cacbon có thể phản ứng với crom ở các ranh giới hạt trong quá trình làm việc nóng hoặc hàn, tạo thành cacbua crom và tạo ra các vùng nghèo crom dễ bị ăn mòn. Titan giải quyết vấn đề này bằng cách tạo thành cacbua titan trước tiên, vì titan có ái lực với carbon mạnh hơn crom. Các cacbua titan ổn định giữ cacbon nằm ngoài ranh giới hạt, duy trì hàm lượng crom trong dung dịch rắn và duy trì khả năng chống ăn mòn. Titan cũng giúp thép hình thành lớp oxit bảo vệ ổn định trong môi trường oxy hóa nóng, đó là lý do tại sao cả hai loại đều có thể phục vụ liên tục trong phạm vi 600–900 độ.

Hiệu suất ăn mòn và nhiệt độ cao-

Tài sản	SUS321	SUS316Ti
Nhiệt độ dịch vụ liên tục	Nhỏ hơn hoặc bằng 850 độ	Nhỏ hơn hoặc bằng 900 độ
Chống oxy hóa	Tốt trong khí nóng	Tuyệt vời, bao gồm cả khí quyển có lưu huỳnh hoặc ẩm ướt
Chống ăn mòn giữa các hạt	Độ nhạy thấp	Rất thấp
Rỗ clorua và ăn mòn kẽ hở	Vừa phải	Tuyệt vời nhờ molypden

Trường ứng dụng

Ứng dụng	Ưu điểm của SUS321	Ưu điểm của SUS316Ti
Bộ trao đổi nhiệt	Khả năng chịu nhiệt lâu dài-cho đường ống hóa dầu	Tốt hơn cho hệ thống nóng có môi trường clorua
Hệ thống xả	Xử lý khí thải ô tô và công nghiệp	Các thành phần có nhu cầu chống ăn mòn-cao hơn
Bình chịu áp lực	Nhiệt độ cao với sự ăn mòn trung tính	Nhiệt kết hợp với clorua nhẹ
Thiết bị thực phẩm và dược phẩm	Chịu được hơi nước và khử trùng	Nhiệt cộng với chất tẩy rửa mạnh

Hướng dẫn lựa chọn

Chọn SUS321 khi thách thức chính là tiếp xúc với nhiệt lên tới 850 độ với độ ăn mòn vừa phải: ống nồi hơi, ống dẫn khí nóng, bộ phận xử lý nhiệt-và các bộ phận xả chung, trong đó hiệu quả chi phí của nó là một lợi thế thực sự. Chọn SUS316Ti khi dịch vụ kết hợp nhiệt với clorua hoặc các môi trường mạnh hơn: lò phản ứng hóa học, bộ trao đổi nhiệt hàng hải, hệ thống khử trùng và thiết bị được làm sạch bằng các tác nhân mạnh, trong đó molypden có tuổi thọ dài hơn.

Câu hỏi thường gặp

Câu 1: Sự khác biệt chính giữa SUS321 và SUS316Ti là gì?
Câu trả lời 1: SUS316Ti chứa 2,0–3,0% molypden, giúp tăng cường khả năng chống ăn mòn rỗ clorua và kẽ hở, trong khi SUS321 không có molypden và tiết kiệm hơn khi sử dụng ở nhiệt độ-cao thuần túy.

Câu hỏi 2: Tại sao titan cải thiện khả năng chịu nhiệt-cao?
A2: Titan tạo thành các cacbua titan ổn định, ngăn chặn sự kết tủa cacbua crom ở ranh giới hạt, do đó thép tránh được sự suy giảm crom và ăn mòn giữa các hạt trong quá trình hàn nóng và hàn.

Câu 3: Lớp nào có thể chạy nóng hơn?
A3: SUS316Ti cho phép dịch vụ liên tục ở nhiệt độ lên tới khoảng 900 độ, trong khi SUS321 được đánh giá ở khoảng 850 độ.

Câu hỏi 4: SUS321 có thể được sử dụng trong môi trường có nhiệt độ-giàu clorua-cao không?
A4: Không lý tưởng lắm. Không có molypden, SUS321 chỉ có khả năng chống rỗ clorua ở mức vừa phải; SUS316Ti là lựa chọn tốt hơn khi có clorua.

Câu 5: Hai lớp này có thể hàn được không?
Câu trả lời 5: Có, cả hai đều là titan-được ổn định và có thể hàn mà không cần-xử lý nhiệt sau hàn trong hầu hết các dịch vụ; sử dụng chất độn ổn định phù hợp và kiểm soát nhiệt độ giữa các đường chuyền.

Q6: Loại nào đắt hơn?
Câu trả lời 6: SUS316Ti đắt hơn do có thêm molypden, vì vậy SUS321 thường được ưa chuộng khi clorua không phải là vấn đề đáng lo ngại.