321不锈钢的详细介绍

虽然321型继续在800至1500°F（427至816°C）的温度范围内使用，以延长使用寿命，但304L型已取代了该稳定等级，仅用于焊接或短时间加热的应用。

321型不锈钢还具有良好的机械性能，因此也适用于高温应用。321型不锈钢比304型（特别是304L型）具有更高的蠕变和应力断裂性能，对于需要考虑敏化和晶间腐蚀的暴露，它也可以考虑使用。对于ASME锅炉和压力容器规范应用，此稳定合金会导致较高的高温允许应力。321型合金在304型等代码应用中的最高使用温度为1500°F（816°C），而304L型限于800°F（426°C）。

321型晶间腐蚀是针对不稳定的铬镍钢（例如304型）容易受到晶间腐蚀的应用而开发的。

当不稳定的铬镍钢在800至1500°F（427至816°C）的温度范围内保持或缓慢冷却时，碳化铬沉淀在晶界处。在某些强腐蚀性介质的存在下，这些晶界会优先附着，导致金属总体弱化，并可能发生完全崩解。

即使存在大量沉淀的碳化物，有机介质或腐蚀性较弱的水性介质，密尔和其他乳制品或大气条件也很少产生晶间腐蚀。当焊接薄规格材料时，在800至1500°F（427至816°C）的温度范围内的时间很短，以至于在大多数腐蚀介质中，不稳定型材料通常是令人满意的。碳化物沉淀可能有害的程度取决于合金暴露于800至1500°F（427至816°C）的时间长度以及腐蚀环境。甚至在焊接大型仪表时所用的较长加热时间也不会对不稳定的“ L”级合金造成危害，因为碳含量保持在0.03％或更低的低水平。

通常，321型适用于在800至1500°F（427至816°C）之间运行或在此范围内缓慢冷却的重焊接设备。在广泛的使用条件下获得的经验提供了足够的数据，通常可以预测大多数应用中晶间附着的可能性。请查看“热处理”部分下的评论。

应力腐蚀开裂
类似于304型不锈钢，321型奥氏体不锈钢易受卤化物应力腐蚀开裂（SCC）的影响。由于它们在镍含量上的相似性而导致这种结果。导致SCC的条件是：（1）卤离子（通常为氯离子）的存在；（2）残余拉伸应力；（3）超过约120°F（49°C）的环境温度。应力可能来自成型操作期间的冷变形，也可能来自焊接操作期间遇到的热循环。冷变形后，可通过退火或消除应力的热处理来降低应力水平。 321型是在应力释放条件下使用的良好选择，否则可能会导致不稳定的合金发生晶间腐蚀。

321型在引起聚亚砜酸应力腐蚀非稳定的奥氏体不锈钢（例如304型）的条件下特别有用。非稳定的奥氏体不锈钢暴露在敏感范围内的温度下会导致碳化铬在晶界析出。在含硫化物的环境中冷却至室温后，硫化物（通常为硫化氢）与水分和氧气发生反应，形成附有敏化晶界的聚硫代酸。在应力条件下，形成晶间裂纹。聚硫磺酸SCC在炼油厂环境中经常发生硫化物的情况下发生。稳定的321型合金通过在高温使用过程中抵抗敏化作用，为聚亚硫酸SCC提供了解决方案。为了获得最佳抵抗力，如果与服务相关的条件可能导致敏化，则这些合金应在热稳定条件下使用。

点蚀/缝隙腐蚀
在存在氯离子的情况下，稳定的321型合金的抗点蚀和缝隙腐蚀的能力与304或304L型不锈钢相似，因为铬含量相似。通常，在水性环境中100 ppm的氯化物被认为是对不稳定合金和稳定合金的极限值，尤其是在存在缝隙的情况下。较高水平的氯离子可能会导致缝隙腐蚀和点蚀。对于较高氯化物含量，较低pH和/或较高温度的更严酷条件，应考虑使用含钼的合金，例如316型。稳定的321型合金通过了100小时的5％中性盐雾测试（ASTM-B-117），且没有生锈或污染样品。然而，将这些合金暴露于海洋的盐雾中会导致点蚀和缝隙腐蚀，并伴有严重的变色。不建议将321型合金暴露在海洋环境中。