Charakterystyka materiału
AISI 321 / EN 1.4541 to austenityczny gatunek stali nierdzewnej chromowo-niklowa stabilizowana tytanem, przeznaczona do pracy w warunkach podwyższonej temperatury oraz w środowiskach o umiarkowanej agresywności korozyjnej. Dodatek tytanu zapobiega wydzielaniu węglików chromu na granicach ziaren, dzięki czemu materiał wykazuje wysoką odporność na korozję międzykrystaliczną bez konieczności obniżania zawartości węgla.
Gatunek ten stanowi rozwinięcie stali AISI 304, oferując lepszą stabilność strukturalną podczas długotrwałej pracy cieplnej oraz większą trwałość w aplikacjach narażonych na cykliczne nagrzewanie i chłodzenie.
Oznaczenia i nazewnictwo (SEO)
- AISI 321
- EN 1.4541
- 1H18N9T
- X6CrNiTi18-10
- 321 stainless steel
- stal nierdzewna 1.4541
Skład chemiczny stali 1.4541 (wg EN 10088)
| Pierwiastek | Zawartość [%] |
|---|---|
| Chrom (Cr) | 17,0 – 19,0 |
| Nikiel (Ni) | 9,0 – 12,0 |
| Tytan (Ti) | ≥ 5 × C (max. ~0,7) |
| Węgiel (C) | ≤ 0,08 |
| Mangan (Mn) | ≤ 2,0 |
| Krzem (Si) | ≤ 1,0 |
| Fosfor (P) | ≤ 0,045 |
| Siarka (S) | ≤ 0,015 |
| Żelazo (Fe) | reszta |
Właściwości mechaniczne
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie Rm | 520–720 MPa |
| Granica plastyczności Rp0,2 | ≥ 205 MPa |
| Wydłużenie A5 | ≥ 40% |
| Twardość | ~160–190 HB |
Właściwości fizyczne
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Gęstość | 7,9 g/cm³ |
| Moduł sprężystości | 193 GPa |
| Przewodność cieplna | ~16 W/m·K |
| Rozszerzalność cieplna | 16 × 10⁻⁶ /K |
| Magnetyczność | niemagnetyczna |
Odporność na korozję i temperaturę
Stal AISI 321 / 1.4541 charakteryzuje się:
- dobrą odpornością na korozję ogólną i atmosferyczną,
- odpornością na korozję międzykrystaliczną po spawaniu,
- stabilnością strukturalną w podwyższonych temperaturach,
- odpornością na utlenianie w temperaturach do ok. 800 °C (praca przerywana).
W porównaniu do 304L, AISI 321 lepiej sprawdza się w aplikacjach wysokotemperaturowych, jednak jej odporność na środowiska chlorkowe i kwasy jest niższa niż w stalach molibdenowych (316 / 316L / 316Ti).
Właściwości technologiczne
Obróbka plastyczna
- bardzo dobra podatność na gięcie i tłoczenie,
- stabilna struktura austenityczna.
Spawalność
- dobra,
- zalecane spoiwa stabilizowane tytanem lub niobem,
- brak konieczności obróbki cieplnej po spawaniu w większości zastosowań.
Obróbka skrawaniem
- umiarkowana,
- trudniejsza niż w stalach ferrytycznych,
- wymagane odpowiednie parametry skrawania.
Dostępne formy wyrobów
- blachy i arkusze nierdzewne,
- rury spawane i bezszwowe,
- taśmy i cewki,
- pręty oraz elementy konstrukcyjne.
Zastosowania stali AISI 321
Przemysł energetyczny i wysokotemperaturowy
- kolektory spalin,
- rurociągi parowe,
- elementy wymienników ciepła.
Przemysł chemiczny
- aparatura procesowa,
- instalacje pracujące w podwyższonej temperaturze.
Lotnictwo i przemysł transportowy
- układy wydechowe,
- elementy narażone na cykle cieplne.
Przemysł spożywczy
- urządzenia narażone na działanie temperatury, bez silnych mediów korozyjnych.
Zalety gatunku 1.4541
- stabilizacja tytanem,
- wysoka odporność na korozję międzykrystaliczną,
- dobra wytrzymałość w wysokiej temperaturze,
- bardzo dobra spawalność,
- wysoka trwałość eksploatacyjna.
Ograniczenia
- niższa odporność na kwasy i chlorki niż w stalach molibdenowych,
- wyższy koszt niż AISI 304,
- niezalecana do środowisk silnie agresywnych chemicznie.
Porównanie z innymi stalami
| Gatunek | Temperatura pracy | Odporność korozyjna | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|
| 304L | średnia | dobra | instalacje ogólne |
| 321 (1.4541) | wysoka | dobra | wysokie temperatury |
| 316Ti | wysoka | bardzo wysoka | chemia, energetyka |
Podsumowanie
AISI 321 / EN 1.4541 / X6CrNiTi18-10 to stabilizowana tytanem stal nierdzewna, zaprojektowana do pracy w warunkach podwyższonej temperatury i zmiennych obciążeń cieplnych. Łączy dobrą odporność korozyjną z wysoką stabilnością strukturalną, stanowiąc optymalne rozwiązanie dla aplikacji, w których standardowe stale austenityczne nie zapewniają wystarczającej trwałości.