西安347/347H-耐熱不銹鋼
西安347耐熱不銹鋼（S34700）是一種穩定性非常好的不銹鋼。在溫度達到800-1500°F（427-816°C），碳化鉻沉淀的條件下，仍能保持良好的抗粒間腐蝕的能力。由于成分中添加了鈦，在碳化鉻形成的情況下，347耐熱不銹鋼仍然可以保持穩定性。
347耐熱不銹鋼由于其優良的機械性能，在高溫環境下工作很有優勢。與304合金相比，347耐熱不銹鋼具更好的延展性及抗應力斷裂能力。另外，304L也可用于化作用及晶間腐蝕。
西安347/347H-耐熱不銹鋼
合金321（UNSS32100）是一種穩定性非常好的不銹鋼。在溫度達到800-1500°F（427-816°C），碳化鉻沉淀的條件下，仍能保持良好的抗粒間腐蝕的能力。由于成分中添加了鈦，在碳化鉻形成的情況下，321合金仍然可以保持穩定性。347耐熱不銹鋼則是由于添加了軻和鉭來保持其穩定性。 321和347耐熱不銹鋼的高溫作業優勢，也有賴于其良好的機械性能。和304，304L相比，321和347具有更佳的抗蠕變應力和抗應力破裂性能。這使得在更高一點溫度的時候，這些穩定的合金所承受的壓力依然符合美國機械工程學會鍋爐法規和壓力容器規范。因此321和347耐熱不銹鋼的*高使用溫度可達1500°F(816°C)，而304，304L只局限于800°F(426°C)
321和合金347也有碳含量高的品種，它們UNS編號分別為：S32109跟S34709.
西安347/347H-耐熱不銹鋼化學成分
ASTMA240和ASMESA-240:
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成分 |
重量百分比除特別說明外， |
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321 |
347 |
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碳* |
0.08 |
0.08 |
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錳 |
2.00 |
2.00 |
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磷 |
0.045 |
0.045 |
|
硫 |
0.030 |
0.03 |
|
硅 |
0.75 |
0.75 |
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鉻 |
17.00-19.00 |
17.00-19.00 |
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鎳 |
9.00-12.00 |
9.00-13.00 |
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鈳+鉭** |
-- |
10xC*小1.00*大 |
|
鉭 |
-- |
-- |
|
鈦** |
5x(C+N)*小0.70*大 |
-- |
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鈷 |
-- |
-- |
|
氮 |
0.10 |
-- |
|
鐵 |
剩余部分 |
剩余部分 |
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*H等級碳含量為0.040.10%. |
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西安347/347H-耐熱不銹鋼耐腐蝕性
均勻腐蝕
合金321和347具有與不穩定的鎳鉻合金304相似的抵擋一般腐蝕的能力。在碳化鉻程度的溫度范圍中的長時間加熱可能會影響合金321和347在惡劣的腐蝕介質中的耐蝕性。
在大多數環境中，兩種合金的耐蝕性差不多；但退火狀態下的合金321在強氧化性環境中的耐蝕性稍遜于經退火處理的合金347。因此，合金347在水環境和其他低溫環境中更優越。暴露于800°F--1500°F(427°C--816°C)這一溫度范圍時，會使合金321的整體耐蝕性大大差于合金347。合金347主要用于高溫應用，高溫應用要求材料有強的化性，以防止在較低溫度的粒間腐蝕。
西安347/347H-耐熱不銹鋼粒間腐蝕
合金304等不穩定的鎳?鋼對粒間腐蝕敏感，而合金321跟合金347就是開發來應用在這方面的。
當不穩定的鉻鎳鋼被置于溫度為800°F--1500°F(427°C--816°C)的環境中或在這一溫度范圍內被慢慢冷卻時，碳化鉻在晶界產生沉淀。置于某些腐蝕性強的介質時，這些晶界*先受侵蝕，也許會弱化金屬的效能，可能發生完全瓦解。
有機介質或若腐蝕性的水劑、牛奶或其他乳制品或大氣條件下，即使存在大量碳化物沉淀，也很少會產生粒間腐蝕。當焊接較薄的板材時，因為停留在800°F--1500°F(427°C--816°C)這一溫度范圍的時間非常短，不容易產生粒間腐蝕，所以不穩定的等級都可以勝任了。碳化物沉淀到什么程度是有害的取決于合金暴露于800°F--1500°F(427°C--816°C)這一溫度范圍的時間長短以及腐蝕介質。焊接較厚的板材是盡管加熱時間較長，但由于不穩定的L等級，含碳量在0.03%或更低，碳化物的沉淀也不足以對這個等級產生危害。
穩定的321和合金347不銹鋼的強化性和抗粒間腐蝕性通過下表數據體現。（銅-硫酸銅-16%硫酸測試(ASTMA262,PracticeE)）。在測試開始前，對鋼廠經退火處理的樣品進行1050°F(566°C)、48小時的均熱光敏熱處理。
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粒間腐蝕測試長期敏化作用下的結果 |
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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退火處理，240小時
321和347的抗氧化性可與其它18-8奧氏體不銹鋼媲美。把樣本暴露于高溫的實驗室大氣中。定期把樣本從高溫環境中拿出稱重，可推算出銹皮形成的程度。測試結果通過重量變化(毫克/平方厘米)來表示，取兩個不同被測樣本的*小值的平均值。
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重量變化(毫克/平方厘米) |
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|
暴露時間 |
1300°F |
1350°F |
1400°F |
1450°F |
1500°F |
|
168小時 |
0.032 |
0.046 |
0.054 |
0.067 |
0.118 |
|
500小時 |
0.045 |
0.065 |
0.108 |
0.108 |
0.221 |
|
1,000小時 |
0.067 |
-- |
0.166 |
-- |
0.338 |
|
5,000小時 |
-- |
-- |
0.443 |
-- |
-- |
321和347的主要區別在于細微的合金添加劑，但不影響抗氧化性。因此，這些測試結果對兩個等級來說都具有代表性。但是，氧化率會受暴露環境以及產品形態等固有因素的影響，因此，這些結果應僅被視為這些等級抗氧化性的通常數值。
物理性能
合金321和347的物理性能頗相似，實際上，可以視為相同。表格中所列數值對這兩種合金都適用。
若經適當的退火處理，合金321和347不銹鋼主要含有奧氏體和鈦碳化物或鈮碳化物。少量的鐵素體可能會或可能不會出現在微觀結構中。若長時間暴露于溫度介于1000°F--1500°F(593°C--816°C)的環境中，可能會形成少量的西格瑪相。
熱處理不能使穩定的合金321和347不銹鋼硬化。
金屬的總傳熱系數除了取決于金屬的導熱系數外，還取決于其它因素。在大多數情況下，膜層散熱系數、銹皮和金屬的表面狀況。不銹鋼能保持表面整潔，因此它的傳熱性比其它導熱系數更高的金屬更好。
導磁性
穩定的合金321和347一般不帶磁性。在退火狀態下，它的導磁系數低于1.02。導磁率會因成分而改變，因冷作而增加。含鐵素體的焊縫的導磁率會高一點。
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物理性能 |
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|
密度 |
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|
等級 |
g/cm3 |
lb/in3 |
|
321 |
7.92 |
0.286 |
|
347 |
7.96 |
0.288 |
|
抗拉彈性系數 |
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|
28x106psi |
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|
193GPa |
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線性熱膨脹平均系數 |
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|
溫度范圍 |
|
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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 |
|
導熱性 |
|||
|
溫度范圍 |
|
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|
°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 |
|
比熱 |
|||
|
溫度范圍 |
|
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|
°C |
°F |
J/kgK |
Btu/lb?°F |
|
0-100 |
32-212 |
500 |
0.12 |
|
電阻率 |
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|
溫度范圍 |
|
|
|
°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 |
|
熔化范圍 |
|
|
°C |
°F |
|
1398-1446 |
2550-2635 |
西安347/347H-耐熱不銹鋼機械性能
室溫下的延展性
穩定的合金321和347鉻鎳等級在退火狀態下（2000°F[1093°C],空氣冷卻）的機械性能*小值如下表所示。 高溫下的延展性
合金321和347在高溫下的典型機械性能如下表所示。在1000°F(538°C)及更高的溫度環境中，這些穩定合金的強度明顯高于不穩定的304合金。
含碳量高的合金321H和347H（UNS32109和S34700）在1000°F(537°C)以上的環境中具有更高的強度。合金347H的ASME*大許用設計應力數據顯示這個等級的強度比含碳量較低的合金347高。合金321H不允許用于SectionVIII的應用，而且對于SectionIII的應用，只限于800°F(427°C)或以下的溫度。
蠕變及應力破裂性能
合金321和347不銹鋼的典型蠕變及應力破裂數據如下表所示。穩定合金在高溫中的蠕變及應力破裂強度高于不穩定合金304和304L。合金321和347這些優越的性能使其適用于高溫作業的承壓零件，例如我們常見的鍋爐及壓力容器。
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321和347的沖擊強度 |
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測試溫度 |
夏比沖擊能量吸收 |
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|
°F |
°C |
Ft-lb |
Joules |
|
75 |
24 |
90 |
122 |
|
-25 |
-32 |
66 |
89 |
|
-80 |
-62 |
57 |
78 |
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ASTMA240和ASMESA-240 |
|||
|
類型 |
屈服強度.2%Offsetpsi(MPa) |
極限抗拉強度psi(MPa) |
延伸率(%) |
|
321 |
30,000 |
75,000 |
40.0 |
|
347 |
30,000 |
75,000 |
40.0 |
|
ASTMA240和ASMESA-240要求的室溫下機械性能的*小值 |
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|
類型 |
硬度，*大值 |
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板 |
片 |
條 |
|
|
321 |
217 |
95Rb |
95Rb |
|
347 |
201 |
92Rb |
92Rb |
|
高溫條件下的抗拉性能 合金321(0.036英寸厚/0.9mm厚) |
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|
測試溫度 |
屈服強度.2%Offsetpsi(MPa) |
極限抗拉強度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 |
|
高溫條件下的拉伸性能 合金347(0.060英寸厚/1.54mm厚) |
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測試溫度 |
屈服強度.2%Offsetpsi(MPa) |
極限抗拉強度psi(MPa) |
%延伸率 |
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|
°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 |
沖擊強度
321和347不管是在室內還是在零度以下的環境，其抗沖擊的韌性都非常好。退火后的合金347在指定測試溫度中靜置一小時后的夏比V沖擊試驗如下圖所示。合金321的情況與347相類似。
