Titanio-Acero inoxidable estabilizado 321

El acero inoxidable 321 es un grado austenítico estabilizado con titanio-derivado del 304, que resuelve la corrosión intergranular en aplicaciones soldadas o de alto-calor. El titanio (5×C–0,70%) se une al carbono, lo que garantiza la estabilidad entre 425 y 815 grados, lo que lo hace ideal para gases de escape de aviones y recipientes criogénicos.

Composición química (clave, % ASTM A240): C Menor o igual a 0,08; Cr17,0–19,0; Ni9,0–12,0; Ti5×C–0,70 (mín.0,10); Mn Menor o igual a 2,0

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 217HB

Ventajas de rendimiento: Titanio-resistencia a la corrosión estabilizada; temperatura de servicio de 870 grados; excelente ductilidad criogénica; rentables-frente a grados que contienen meses-.

Aplicaciones: Escapes de aviones, intercambiadores de calor, tanques de combustible para cohetes, hornos de alimentos.

Grados equivalentes: EN1.4541, JIS SUS321, DIN X6CrNiTi18-10

Comparación con 316Ti: 321 carece de Mo (poca resistencia al cloruro) pero es más barato; 316Ti se adapta a usos marinos, 321 para temperaturas altas y secas.

Preguntas frecuentes

¿Cómo estabiliza el titanio el 321? El titanio tiene una mayor afinidad por el carbono que el cromo. Cuando se calienta (soldadura/servicio de 870 grados), forma carburos de titanio, lo que evita la formación de carburo de cromo que agota el Cr y causa corrosión. Esto mantiene el Cr distribuido uniformemente, manteniendo la capa de óxido incluso en la ZAC. A diferencia del 304, el 321 no necesita recocido posterior-a la soldadura, lo que ahorra tiempo de producción.

 

¿Se puede utilizar el 321 en criogenia? Sí,-su estructura austenítica se mantiene estable por debajo de -150 grados, a diferencia de los frágiles grados ferríticos. Retiene un alargamiento mayor o igual al 40% a -196 grados (temperatura del nitrógeno líquido), lo que evita fallas catastróficas. Los carburos de titanio refinan los granos, aumentando la tenacidad a baja temperatura. Los recipientes criogénicos soldados (tanques de combustible para cohetes) utilizan 321 porque evita la corrosión intergranular, a diferencia del 304.

 

¿Qué es el "deterioro de la soldadura" y cómo lo evita 321? La descomposición de la soldadura es corrosión intergranular en la ZAC de 304: un calentamiento de 425 a 815 grados forma carburos de cromo, lo que crea zonas empobrecidas en Cr-. 321 el titanio se une al carbono primero, incluso en la ZAT, por lo que no se forman zonas empobrecidas en Cr-. 304 necesita un recocido de 1010 a 1120 grados para arreglar esto, pero 321 soldaduras son resistente a la corrosión-inmediatamente después-de la soldadura.

¿Cómo funciona 321 frente a . 304 a altas temperaturas? 304 se corroe por encima de 425 grados (soldado), pero 321 se mantiene estable hasta 870 grados. A 700 grados, 321 conserva entre un 85% y un 90% de límite elástico (304 pierde un 20%). Los carburos de titanio resisten los ciclos térmicos, lo que reduce la fatiga en las piezas del horno.. 304 se adapta a bajas temperaturas; 321 es superior para componentes soldados o de alto-calor.

 

¿Qué tratamiento térmico es mejor para el 321? Recocido a 925–1100 grados (30–60 minutos/25 mm de espesor) para eliminar el endurecimiento por trabajo y formar carburos de titanio finos. El agua se apaga rápidamente-el enfriamiento lento permite que el carbono reaccione con el Cr, anulando el efecto del titanio. Evite el sobrecalentamiento por encima de 1100 grados (disuelve los carburos de titanio). No es necesario ningún tratamiento posterior-a la soldadura, pero el recocido restaura la ductilidad si la pieza HAZ-se endurece.