مقالات تجارت آلیاژ مقالاتی از فلزات پرکاربرد
آلیاژ ۳۲۱ (شماره UNS این آلیاژ ۳۲۱۰۰ میباشد)؛ یک فولاد ضدزنگ آستنیتی است که به‌وسیله عنصر تیتانیوم تثبیت شده است. تثبیت‌شدن آلیاژ به‌وسیله عنصر تیتانیوم، سبب می‌شود تا فولاد در برابر خوردگی‌های عمومی، مقاومت بسیار خوبی از خود نشان دهد.
این آلیاژ در بازه دمایی ۸۰۰ الی ۱۵۰۰ درجه فارنهایت (۴۲۷ الی ۸۱۶ درجه سانتیگراد) تحت بارش کاربید قرار می‌گیرد و همین امر سبب می‌شود تا مقاومت آلیاژ ۳۲۱ در برابر خوردگی‌های مرزدانه‌ای نیز تقویت شود. و به صورت ورق استیل، میلگرد استیل ۳۲۱ و لوله زنگ نزن ۳۲۱ عرضه می‌شود.
همچنین این آلیاژ در برابر اکسیداسیون، تا دمای ۱۵۰۰ درجه فارنهایت (۸۱۶ درجه سانتیگراد) نیز از خود مقاومت مطلوبی نشان می‌دهد. این آلیاژ از نظر تسلیم‌شدن در برابر تنش‌ها و همچنین عوامل خزش، در مقایسه با آلیاژهای ۳۰۴ و ۳۰۴L از استحکام بالایی برخوردار است. این موضوع را در نظر داشته باشید که آلیاژ ۳۲۱ در دماهای پایین، از میزان چقرمگی مناسبی نیز بهره می‌برد.
معرفی آلیاژ ۳۲۱
آلیاژ ۳۲۱H تنها گرید فولاد ۳۲۱ است. میزان کربن موجود در آلیاژ ۳۲۱H نسبت به آلیاژ ۳۲۱ بیشتر است(۰٫۰۴ الی ۰٫۱۰). به دلیل زیادتر بودن عنصرهای کربن در گرید ۳۲۱H، این آلیاژ نسبت به آلیاژ ۳۲۱ ، در دماهای بالا(۱۰۰۰ درجه فارنهایت یا ۸۱۶ درجه سانتیگراد)، از مقاومت بهتری (مقاومت در برابر خزش) بهره می‌برد و همچنین تنش‌های متعدد و متوالی نمی‌توانند به راحتی این آلیاژ را نابود کنند.
توجه داشته باشید که آلیاژ ۳۲۱ را به کمک عملیات حرارتی نمی‌توان سخت‌کاری کرد. سخت‌کاری این آلیاژ فقط با انجام کار سرد باید انجام شود. همچنین این آلیاژ را با استفاده از روش‌های معمول و استاندارد، می‌توان جوشکاری و پردازش کرد.
کاربردهای آلیاژ ۳۲۱
- هوافضا (در ساخت منیفولدهای موتورهای پیستونی)
- پردازش مواد شیمیایی
- پردازش مواد غذایی (تجهیزات و وسایل ذخیره‌سازی)
- پالایش نفت (خدمات پلی تیونیک اسید)
- تصفیه زباله‌های شهری و صنعتی (اکسیدکننده‌ها)
استانداردهای اخذ شده توسط آلیاژ ۳۲۱
- استاندارد A240 از ASTM
- استاندارد SA 240 از ASME
- استاندارد ۵۵۱۰ از AMS
درصد جرمی عناصر تشکیل‌دهنده آلیاژ ۳۲۱
- کروم: در کمترین حالت ۰۰ درصد و در بیشترین حالت ۱۹٫۰۰ درصد
- نیکل: در کمترین حالت ۰۰ درصد و در بیشترین حالت ۱۲٫۰۰ درصد
- کربن: ۰۶ درصد
- منگنز: ۰۰ درصد
- فسفر: ۰۴۵ درصد
- سولفور: ۰٫۰۳ درصد
- سیلیکون: ۰٫۷۵ درصد
- تیتانیوم: در بیشترین حالت ۷۰ درصد
- نیتروژن: ۰٫۱۰ درصد
- آهن: در حالت تعادل
درصد جرمی عناصر تشکیل‌دهنده آلیاژ ۳۲۱H
- کروم: در کمترین حالت ۰۰ درصد و در بیشترین حالت ۱۹٫۰۰ درصد
- نیکل: در کمترین حالت ۰۰ درصد و در بیشترین حالت ۱۲٫۰ درصد
- کربن: در کمترین حالت ۰۴ درصد و در بیشترین حالت ۰٫۱۰ درصد
- منگنز: ۲٫۰۰ درصد
- فسفر: ۰٫۰۴۵ درصد
- سولفور: ۰٫۰۳ درصد
- سیلیکون: ۰٫۷۵ درصد
- تیتانیوم: در بیشترین حالت ۷۰ درصد
- نیتروژن: ۱۰ درصد
- آهن: در حالت تعادل
خواص فیزیکی آلیاژ ۳۲۱
– چگالی: ۲۸۶ پوند بر اینچ مکعب یا ۷٫۹۲۰ گرم بر سانتی‌متر مکعب
– ظرفیت گرمایی ویژه: ۰٫۱۲ بی تی یو بر پوند بر درجه فارنهایت (در دمای ۳۲ الی ۲۱۲ درجه فارنهایت) یا ۵۰۰ ژول بر کیلوگرم در کلوین (در دمای ۰ الی ۲۱۲ درجه سانی گراد)
– مدول الاستیسیته: ۲۸ M psi یا ۱۹۳ گیگاپاسکال
– رسانای گرمایی (در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد یا ۲۱۲ درجه فارنهایت): ۳ بی تی یو بر ساعت بر مجذور فوت بر فوت بر درجه فارنهایت یا ۱۶٫۰ وات بر متر در درجه کلوین
– محدوده ذوب: ۲۵۵۰ الی ۲۶۳۵ درجه فارنهایت یا ۱۳۹۸ الی ۱۴۴۶ درجه سانتیگراد
– مقاومت الکتریکی: ۷۲ میکرواهم در سانتی‌متر در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد
ضریب انبساط گرمایی آلیاژ ۳۲۱
– در دمای ۶۸ الی ۲۱۲ درجه فارنهایت (۲۰ الی ۱۰۰ درجه سانتیگراد): ۹٫۲ میکرو اینچ بر اینچ بر درجه فارنهایت (۰ میکرو سانتی‌متر بر سانتی‌متر در درجه سانتیگراد)
– در دمای ۶۸ الی ۱۱۱۲ درجه فارنهایت (۲۰ الی ۶۰۰ درجه سانتیگراد): ۵ میکرو اینچ بر اینچ بر درجه فارنهایت (۱۸٫۹ میکرو سانتی‌متر بر سانتی‌متر در درجه سانتیگراد)
– در دمای ۶۸ الی ۱۸۳۲ درجه فارنهایت(۲۰ الی ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد): ۴ میکرو اینچ بر اینچ بر درجه فارنهایت (۲۰٫۵ میکرو سانتی‌متر بر سانتی‌متر در درجه سانتیگراد)
خواص مکانیکی آلیاژ ۳۲۱
- استحکام تسلیم: ۳۰۰۰۰ psi یا ۲۰۵ مگاپاسکال
- استحکام کششی نهایی: ۷۵۰۰۰ psi یا ۵۱۵ مگاپاسکال
- ازدیاد طول (در هر ۲ اینچ): در کمترین حالت ۴۰ درصد
- درجه سختی برینل: ۲۱۷
مقاومت آلیاژ ۳۲۱ در برابر خوردگی
آلیاژ ۳۲۱ در برابر انواع خوردگی‌ها مقاوم است. میزان مقاومت این آلیاژ در برابر خوردگی، تقریباً با میزان مقاومت آلیاژ ۳۰۴ برابر است. آلیاژهای تثبیت نشده(مانند آلیاژ ۳۰۴)، هنگامی که در معرض بارش کاربید کروم(در دمای ۱۵۰۰ الی ۱۸۰۰ درجه فارنهایت یا ۴۲۷ الی ۸۱۶ درجه سانتیگراد) قرار می‌گیرند؛ دچار خوردگی مرزدانه‌ای می‌شوند. اما همانطور که گفته شد، آلیاژ ۳۲۱ به دلیل اینکه به کمک عنصر تیتانیوم تثبیت شده است؛ دیگر دچار همچنین نقصی (خوردگی مرزدانه‌ای) نمی‌شود.
این آلیاژ را می‌توان در اکثر اسیدهای رقیق شده که در دمای کاری متوسط قرار دارند؛ بکار برد.
در محیط‌هایی که اسید فسفریک وجود دارد؛ این آلیاژ تنها در دماهای پایین می‌تواند عملکرد مطلوب را در اختیار شما قرار دهد.
همچنین این آلیاژ می‌تواند در محلول‌های اسیدی با ۱۰ درصد خلوص، در دمای نسبتاً بالا نیز کاربرد داشته باشد.
آلیاژ ۳۲۱ در برابر خوردگی پلی تیونیک اسید نیز بسیار مقاوم است. از این آلیاژ می‌توان در محیط‌هایی که محلول‌های سود سوزآور (بدون کلرید یا فلوئورید) وجود دارند نیز استفاده کرد (در دماهای متوسط). توجه داشته باشید که آلیاژ ۳۲۱ در محلول‌های حاوی کلرید(حتی با درصد خلوص پایین) عملکرد بسیار ضعیفی دارد. در محلول‌های حاوی اسیدسولفوریک نیز شرایط به همین صورت است (عملکرد آلیاژ خوب نیست).
مونتاژ و پرداخت آلیاژ ۳۲۱
آلیاژ ۳۲۱ را می‌توان با استفاده از روش‌های معمول، تحت فرایند جوشکاری و پردازش قرار داد.
ماشین‌کاری آلیاژ ۳۲۱
ماشین‌کاری آلیاژ ۳۲۱ نسبت به آلیاژ ۴۱۰ کمتر است؛ اما ماشین‌کاری این آلیاژ تقریباً شبیه ماشین‌کاری آلیاژ ۳۰۴ است.
شکل‌دهی گرم
آلیاژ ۳۲۱ در محدوده دمایی ۲۱۰۰ الی ۲۳۰۰ درجه فارنهایت (۱۱۴۹ الی ۱۲۶۰ درجه سانتیگراد) باید تحت فرایند شکل‌دهی داغ قرار بگیرد. توجه داشته باشید که این آلیاژ در دماهای پایین‌تر از ۱۷۰۰ درجه فارنهایت (۹۲۷ درجه سانتی گراد) نباید تحت هیچ گونه عملیات حرارتی قرار بگیرد. بعد از کار گرم، به منظور رسیدن به حداکثر مقاومت در برابر خوردگی، باید به سرعت و به کمک آب، این آلیاژ را خنک نمود یا اینکه به طور کامل آن را آنیل کنید.
شکل‌دهی سرد
آلیاژ ۳۲۱ کاملاً انعطاف‌پذیر است و به‌راحتی شکل مدنظر را به خود می‌گیرد.
جوشکاری
آلیاژ ۳۲۱ را با استفاده از روش‌های معمول (اکثر روش‌ها) می‌توان جوشکاری کرد. همچنین توجه داشته باشید که پس جوشکاری، انجام عملیات حرارتی نیاز نیست.
