Rozdíly ve výkonu svařování mezi nerezovou ocelí SUS321 a SUS304

Rozdíly ve složení a jejich vliv na svařitelnost

SUS304 (UNS S30400, EN 1.4301) je 18-8 austenitická třída s uhlíkem do 0,08 % a bez stabilizačních prvků. SUS321 (UNS S32100, EN 1.4541) přidává titan alespoň pětinásobek obsahu uhlíku, typicky 0,1-0,8 %. Během tepelných cyklů svařování může uhlík v SUS304 reagovat s chromem za vzniku karbidů chrómu na hranicích zrn, které ochuzují chrom a způsobují mezikrystalovou korozi. V SUS321 titan přednostně tvoří karbid titanu, chrání chrom a potlačuje tuto tendenci.

Tendence horkého praskání

Oba druhy jsou austenitické a tuhnou se segregací nízko{0}}tavných fází; nízká eutektická teplota kolem 1350 stupňů C činí svarový kov náchylný k praskání za horka, pokud je přívod tepla nadměrný. Nadměrný přívod tepla také snižuje tekutost svarové lázně a zvyšuje riziko praskání. SUS321 přidává specifickou obavu: titan v oblouku snadno oxiduje a tvoří inkluze oxidu titanu, které snižují houževnatost svaru, takže je nezbytný ochranný plyn vysoké-čistoty.

Vysokoteplotní{0}}výkonnost svařovaných spojů

Doporučená maximální provozní teplota pro svařence SUS304 je asi 600 stupňů C, nad kterou růst zrna snižuje pevnost při tečení. Přídavek titanu v SUS321 zlepšuje odolnost proti tečení, což umožňuje provoz až do asi 700 stupňů C s lepší stabilitou spoje při 500-700 stupních C. Díky tomu jsou svařence SUS321 preferovány v petrochemických závodech a závodech na vysokoteplotní procesy.

Výběr výplňového materiálu

Proces	Výplň SUS304	Výplň SUS321
SMAW	E308-16, E308L-16	E347-16, E321-16
GTAW/TIG	ER308, ER308L	ER347, ER321

Niobem-stabilizovaný E347/ER347 je často preferován pro SUS321, protože niob prochází obloukem spolehlivěji než titan.

Parametry svařovacího procesu

Oba materiály potřebují nízký tepelný příkon, což znamená nízký proud a vysokou rychlost pohybu, aby se omezilo hrubnutí zrna a praskání za horka. Pro stínění použijte argon o vysoké čistotě, alespoň 99,99 %. U SUS321 vyžaduje vyšší oxidační citlivost titanu kratší délku oblouku, asi 1-3 mm, a rychlejší dráhu pro ochranu svarové lázně. U SUS304 řiďte meziprůchodovou teplotu, obvykle ne vyšší než 150 stupňů C, abyste se vyhnuli senzibilizaci.

Tepelné zpracování po svařování (PWHT)-

Svařence SUS304 obecně nevyžadují PWHT. V agresivním korozním provozu obnovuje odolnost proti korozi rozpouštěcí žíhání při teplotě asi 1050 °C s rychlým chlazením. Svařence SUS321 lze stabilizovat při 900-950 stupních C s pomalým chlazením, což umožňuje kombinovat titan se zbytkovým uhlíkem a eliminuje riziko mezikrystalové koroze.

FAQ

1. Která třída se snáze svařuje?

SUS304 je jednodušší, protože žádný stabilizační prvek nepotřebuje ochranu; SUS321 vyžaduje přísnější stínění, aby se zabránilo oxidaci titanu.

2. Proč je plnivo E347 doporučeno pro SUS321?

Niob stabilizuje uhlík ve svarovém kovu a přenáší se přes oblouk spolehlivěji než titan.

3. Potřebuje SUS321 PWHT?

Ne normálně; stabilizace při 900-950 stupních C se používá pouze tehdy, když je požadována maximální odolnost proti korozi.

4. Jaký ochranný plyn je vyžadován?

Argon vysoké{0}}čistoty, alespoň 99,99 %, s krátkým obloukem asi 1–3 mm pro SUS321.

5. Mohou svařence SUS304 sloužit při 700 stupních C?

Nedoporučuje se; omezte SUS304 na asi 600 stupňů C, zatímco SUS321 je vhodný až do asi 700 stupňů C.

6. Co je mezikrystalová koroze?

Lokalizovaný útok na hranicích zrn způsobený vyčerpáním chrómu z precipitace karbidů během svařování nebo vystavení vysokým-teplotám.