Comparación de SUS321 y SUS321H: titanio-estabilizado frente a titanio con alto-carbono-acero inoxidable austenítico estabilizado

SUS321 y SUS321H son aceros inoxidables austeníticos estabilizados con titanio-de la misma serie, siendo la principal diferencia el contenido de carbono (SUS321: C menor o igual a 0,08%; SUS321H: C=0.04-0.10%). El alto contenido controlado de carbono de SUS321H mejora la resistencia a la fluencia a altas temperaturas, al tiempo que mantiene el rendimiento de estabilización del titanio, lo que los hace adecuados para diferentes condiciones de servicio de estrés a altas temperaturas.

Comparación de parámetros principales

Parámetro

Acero inoxidable SUS321

Acero inoxidable SUS321H

Composición química (% en peso)	C Menor o igual a 0,08, Si Menor o igual a 1,00, Mn Menor o igual a 2,00, P Menor o igual a 0,045, S Menor o igual a 0,030, Cr=17.00-19.00, Ni=9.00-12.00, Ti=4×C-0,70, Fe=Saldo	C=0.04-0.10, Si Menor o igual a 1,00, Mn Menor o igual a 2,00, P Menor o igual a 0,045, S Menor o igual a 0,030, Cr=17.00-19.00, Ni=9.00-12.00, Ti=4×C-0,70, Fe=Saldo
Propiedades mecánicas (recocido)	Resistencia a la tracción mayor o igual a 515 MPa, límite elástico mayor o igual a 205 MPa, alargamiento mayor o igual al 40%, dureza menor o igual a 201 HB	Resistencia a la tracción mayor o igual a 515 MPa, límite elástico mayor o igual a 205 MPa, alargamiento mayor o igual al 40%, dureza menor o igual a 201 HB
Resistencia a la fluencia a altas temperaturas- (700 grados)	Resistencia a la rotura por fluencia (1000 h) Mayor o igual a 60 MPa	Resistencia a la rotura por fluencia (1000 h) Mayor o igual a 85 MPa
Temperatura de servicio	-196 grados a 870 grados (servicio continuo)	-196 grados a 870 grados (servicio continuo, preferido para escenarios de tensión de 600 a 870 grados)
Grados equivalentes	EN 1.4541, UNS S32100, AISI 321	EN 1.4542, UNS S32109, AISI 321H

Diferencias clave de rendimiento: 1. Resistencia a la fluencia a altas temperaturas-: el contenido de carbono controlado de SUS321H forma más carburos TiC, que fijan los límites de los granos y mejoran la resistencia a la fluencia; su resistencia a la rotura por fluencia de 1000 h a 700 grados es un 42 % mayor que la del SUS321. 2. Resistencia a la corrosión intergranular: ambos tienen una excelente resistencia a la corrosión intergranular después de la soldadura; SUS321H requiere recocido post-soldadura para placas gruesas para eliminar la tensión residual. 3. Soldabilidad: SUS321 tiene una mejor estabilidad de soldadura; SUS321H requiere un menor aporte de calor para evitar el engrosamiento del grano.. 4. Costo: SUS321H es entre un 10 y un 15 % más caro que SUS321. 5. Formabilidad: Ambos tienen una formabilidad similar, sin diferencias obvias.

Distinción de escenario aplicable: SUS321 es adecuado para componentes generales de alta-temperatura sin-esfuerzo-, como tubos de escape de motores aero-, tubos de intercambiadores de calor (menos o iguales a 870 grados) y recipientes de reacción química. SUS321H es adecuado para componentes de rodamientos de alta-tensión de temperatura-, como tubos de sobrecalentador de calderas (600-870 grados), tuberías de vapor de alta temperatura y componentes auxiliares de turbinas de gas.

Preguntas y respuestas prácticas

P1: ¿Por qué SUS321H tiene mayor resistencia a la fluencia a altas temperaturas-? R1: Su contenido de carbono controlado (0,04-0,10%) garantiza que se formen suficientes carburos TiC, que pueden resistir la deformación plástica en condiciones de -alta-temperatura y alto-esfuerzo a largo plazo, evitando fallas por fluencia de los componentes. P2: ¿Cuál es el requisito de tratamiento térmico posterior a la soldadura para SUS321H? R2: Debe realizar un recocido posterior a la soldadura a 850-900 grados, enfriamiento por aire; este proceso elimina la tensión residual y restablece el rendimiento de fluencia a alta-temperatura. P3: ¿Puede SUS321 reemplazar a SUS321H en escenarios de estrés por altas temperaturas? R3: No. A temperaturas superiores a 600 grados, la resistencia a la fluencia del SUS321 es insuficiente y sufrirá una deformación plástica evidente después de un servicio prolongado; SUS321H es el material preferido para componentes de rodamientos de alta-tensión de temperatura-. P4: ¿Cuál es la diferencia en el contenido de titanio entre SUS321 y SUS321H? A4: Ambos tienen Ti=4×C-0,70%; SUS321H tiene un mayor contenido de carbono, por lo que su contenido de titanio es ligeramente mayor, lo que garantiza una formación suficiente de TiC para la estabilización. P5: ¿Cómo seleccionar entre SUS321 y SUS321H? R5: Elija SUS321 si la temperatura de servicio es inferior o igual a 600 grados y no se aplica tensión a largo plazo; Elija SUS321H si la temperatura de servicio es de 600 a 870 grados y el componente soporta tensiones de alta temperatura a largo plazo.