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，仍能保持良好的抗粒间腐蚀的能力。由于成分中添加了钛，在碳化铬形成的情况下，347耐热不锈钢仍然可以保持稳定性。
347耐热不锈钢由于其优良的机械性能，在高温环境下工作很有优势。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力。另外，304L也可用于化作用及晶间腐蚀。
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，仍能保持良好的抗粒间腐蚀的能力。由于成分中添加了钛，在碳化铬形成的情况下，321合金仍然可以保持稳定性。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，也有赖于其良好的机械性能。和304，304L相比，321和347具有更佳的抗蠕变应力和抗应力破裂性能。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国机械工程学会锅炉法规和压力容器规范。因此321和347耐热不锈钢的*高使用温度可达1500°F(816°C)，而304，304L只局限于800°F(426°C)
321和合金347也有碳含量高的品种，它们UNS编号分别为：S32109跟S34709.
西安347/347H-耐热不锈钢化学成分
ASTMA240和ASMESA-240:
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成分 |
重量百分比除特别说明外， |
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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 |
|
钶+钽** |
-- |
10xC*小1.00*大 |
|
钽 |
-- |
-- |
|
钛** |
5x(C+N)*小0.70*大 |
-- |
|
钴 |
-- |
-- |
|
氮 |
0.10 |
-- |
|
铁 |
剩余部分 |
剩余部分 |
|
|
*H等级碳含量为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具有与不稳定的镍铬合金304相似的抵挡一般腐蚀的能力。在碳化铬程度的温度范围中的长时间加热可能会影响合金321和347在恶劣的腐蚀介质中的耐蚀性。
在大多数环境中，两种合金的耐蚀性差不多；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的合金347。因此，合金347在水环境和其他低温环境中更优越。暴露于800°F--1500°F(427°C--816°C)这一温度范围时，会使合金321的整体耐蚀性大大差于合金347。合金347主要用于高温应用，高温应用要求材料有强的化性，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就是开发来应用在这方面的。
当不稳定的铬镍钢被置于温度为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，可能发生完全瓦解。
有机介质或若腐蚀性的水剂、牛奶或其他乳制品或大气条件下，即使存在大量碳化物沉淀，也很少会产生粒间腐蚀。当焊接较薄的板材时，因为停留在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以胜任了。碳化物沉淀到什么程度是有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长短以及腐蚀介质。焊接较厚的板材是尽管加热时间较长，但由于不稳定的L等级，含碳量在0.03%或更低，碳化物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体现。（铜-硫酸铜-16%硫酸测试(ASTMA262,PracticeE)）。在测试开始前，对钢厂经退火处理的样品进行1050°F(566°C)、48小时的均热光敏热处理。
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粒间腐蚀测试长期敏化作用下的结果 |
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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，240小时
321和347的抗氧化性可与其它18-8奥氏体不锈钢媲美。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出称重，可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小时 |
0.032 |
0.046 |
0.054 |
0.067 |
0.118 |
|
500小时 |
0.045 |
0.065 |
0.108 |
0.108 |
0.221 |
|
1,000小时 |
0.067 |
-- |
0.166 |
-- |
0.338 |
|
5,000小时 |
-- |
-- |
0.443 |
-- |
-- |
321和347的主要区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代表性。但是，氧化率会受暴露环境以及产品形态等固有因素的影响，因此，这些结果应仅被视为这些等级抗氧化性的通常数值。
物理性能
合金321和347的物理性能颇相似，实际上，可以视为相同。表格中所列数值对这两种合金都适用。
若经适当的退火处理，合金321和347不锈钢主要含有奥氏体和钛碳化物或铌碳化物。少量的铁素体可能会或可能不会出现在微观结构中。若长时间暴露于温度介于1000°F--1500°F(593°C--816°C)的环境中，可能会形成少量的西格玛相。
热处理不能使稳定的合金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。在大多数情况下，膜层散热系数、锈皮和金属的表面状况。不锈钢能保持表面整洁，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。导磁率会因成分而改变，因冷作而增加。含铁素体的焊缝的导磁率会高一点。
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物理性能 |
||
|
密度 |
||
|
等级 |
g/cm3 |
lb/in3 |
|
321 |
7.92 |
0.286 |
|
347 |
7.96 |
0.288 |
|
抗拉弹性系数 |
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|
28x106psi |
|||
|
193GPa |
|||
|
线性热膨胀平均系数 |
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|
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 |
|
电阻率 |
||
|
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
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*小值如下表所示。 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)以上的环境中具有更高的强度。合金347H的ASME*大许用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不允许用于SectionVIII的应用，而且对于SectionIII的应用，只限于800°F(427°C)或以下的温度。
蠕变及应力破裂性能
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这些优越的性能使其适用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 |
夏比冲击能量吸收 |
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|
°F |
°C |
Ft-lb |
Joules |
|
75 |
24 |
90 |
122 |
|
-25 |
-32 |
66 |
89 |
|
-80 |
-62 |
57 |
78 |
|
ASTMA240和ASMESA-240 |
|||
|
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的*小值 |
|||
|
类型 |
硬度，*大值 |
||
|
板 |
片 |
条 |
|
|
321 |
217 |
95Rb |
95Rb |
|
347 |
201 |
92Rb |
92Rb |
|
高温条件下的抗拉性能 合金321(0.036英寸厚/0.9mm厚) |
||||
|
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 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。
