1. Introduction
AISI314 ACTEUR AUSTENITIQUE, Également standardisé en EN1.4841 et X15CRNISI25-21, offre un équilibre exceptionnel de résistance à haute température et de résistance à l'oxydation.
Développé dans les années 1950 pour servir les industries en plein essor et les industries pétrochimiques, 314 acceptation internationale rapidement.
Aujourd'hui, Il est très important dans ASTM, DEPUIS, et les normes JIS, ce qui en fait un cheval de bataille reconnu à l'échelle mondiale pour les composants exposés à des températures de service continues jusqu'à 1050 ° C.
Cet article examine sa chimie, métallurgie, caractéristiques de performance, et applications industrielles pour guider les ingénieurs dans la sélection et la conception des matériaux.
2. Composition chimique de l'AISI314
AISI 314 appartient à la classe austénitique de aciers inoxydables, caractérisé par un cubique à la suite du visage (c) Structure cristalline qui reste stable sur une large plage de températures.
Sa chimie met l'accent sur les niveaux élevés de chrome et de nickel, Augmenté par le silicium pour des performances à haute température. Ci-dessous est une plage de composition typique:
| Élément | Contenu (WT%) | Fonction primaire |
|---|---|---|
| Chrome | 24.0 –26.0 | Forme une échelle de cr₂o₃ protectrice; améliore la résistance à l'oxydation jusqu'à 1050 ° C. |
| Nickel | 19.0 –22.0 | Stabilise la phase austénitique; maintient la ductilité et la ténacité à haute température. |
| Silicium | 0.7 –1.5 | Améliore l'adhésion à l'échelle; retarde la sulfuration et la carburation dans des atmosphères agressives. |
| Carbone | ≤0,12 | Contribue à la force de fluage; une faible limite empêche les précipitations du carbure et préserve la résistance à la corrosion. |
| Manganèse | ≤1,0 | Aide la stabilisation de l'austénite et stimule l'emploi à chaud. |
| Phosphore | ≤0,045 | Maintenu bas pour minimiser l'embrimance aux joints de grains. |
| Soufre | ≤0,015 | Contrôlé pour réduire les cashing à chaud pendant le soudage et le forge. |
3. Propriétés physiques
Les caractéristiques physiques de l'AISI 314 influencent à la fois les choix de conception et le comportement en service.
Notamment, Sa nature non magnétique et sa conductivité thermique modérée en font un alliage préféré pour les tubes d'échangeurs thermiques, Éléments et composants de la fournaise dans des environnements électromagnétiques sensibles.
| Propriété | Valeur | Implication |
|---|---|---|
| Magnétisation | Aucun | Conserve un comportement non magnétique à toutes les températures; Idéal pour les capteurs, bobine. |
| Densité | 7.9 kg / dm³ | Équilibre la force et la masse; facilite les calculs de poids dans la conception structurelle. |
| Conductivité thermique | 15 W / m · k (≤ 20 ° C) | Mène la chaleur modérément; Évite les points chauds tout en limitant une perte de chaleur excessive. |
| Résistivité électrique | 0.9 Ω · mm² / m (Rt) | Présente une résistivité austénitique typique; informe la conception de la puissance et des éléments de chauffage. |
4. Propriétés mécaniques & Performance à haute température
AISI 314 offre une combinaison rare de ductilité de la température de pièce et une résistance à la température élevée. En outre, Il résiste aux charges thermiques cycliques et résiste à l'oxydation.
| Propriété | Température ambiante. | 900 ° C | 1 000 ° C |
|---|---|---|---|
| Résistance à la traction (MPA) | 580 –700 | ~ 250 | ~ 150 |
| Limite d'élasticité (MPA) | 200 –350 | ~ 100 | ~ 50 |
| Élongation (%) | ≥40 | ≥20 | ≥15 |
| Résistance à la rupture de fluage (100 H) | - | ~ 15MPA | ~ 5MPA |
Comportement thermique-fatigue et oxydation
- Dans les tests cycliques entre la température ambiante et 1 000 ° C, AISI 314 Les échantillons ont survécu 2 000 cycles de chaleur up / refroidisse avant de montrer les premières fissures.
- En outre, Son échelle riche en silicium adhère fortement, Décallation à l'échelle limitante; Dix cycles de 24 heures à 1 000 ° C produit des gains de poids sous 5 mg / cm², par rapport à 8 mg / cm² pour le grade 310.
Ces données démontrent que l'AISI 314 supporte non seulement des charges statiques à haute température, mais résiste également aux contraintes combinées mécaniques et environnementales du cycle thermique et de l'oxydation.
5. Résistance à la corrosion
Transition des traits mécaniques à la performance environnementale, AISI 314 excellent à la fois dans les atmosphères oxydantes et légèrement réductrices:
Oxydation dans l'air & Conditions cycliques
- Forme une échelle de cr₂o₃ étroitement adhérente jusqu'à 1 050 ° C. Lorsqu'il est soumis à dix cycles de 24 heures à 1 000 ° C, la prise de poids moyenne sous 5 mg / cm², par rapport à 8 mg / cm² pour 310.
Résistance à la sulfuration
- Les ajouts de silicium offrent une protection supérieure dans les gaz sulfureux, résistant à l'échelle d'éclasse vers 650 ° C.
Carbure de carbure & Nitridation
- Dans les atmosphères carburisées à 950 ° C pour 1,000 H, 314 montré seulement 2 Gain de poids Mg / CM², surperformant 310 et 330 à peu près 20 %.
Corrosion aqueuse (Bois = 24–29)
- Contre les environnements de chlorure et les produits chimiques généraux, 314Nombre équivalent de résistance aux piqûres (Bois) assure des performances robustes, rival 316 Dans de nombreuses conditions de service.
6. Fabrication & Soudage
AISI 314 combine une excellente formabilité avec une large soudabilité, Permettre aux fabricants de produire des formes complexes et des joints robustes sans cycles de traitement thermique onéreux.
Formabilité & Travail au froid
- Réduction du froid: Vous pouvez le dessin à froid ou vous pencher 314 jusqu'à 30 % réduction d'épaisseur Sans fissures, Merci à sa structure entièrement austénitique.
- Rayons de flexion: Maintenir un rayon de pliage intérieur minimal de 3 × épaisseur du matériau Pour éviter le marquage de surface.
- Dessin profond: Pour des tasses ou des coquilles, limiter la profondeur de dessin par passe à 30 % de diamètre vide, puis recuire si une réduction supplémentaire est requise.
- Cycles de recuit: Après un lourd travail à froid (> 30 %), Restaurer la ductilité par solution-anéantie à 1 050 - 1 150 ° C suivi de la trempe d'air ou d'eau.
Soudabilité
- Compatible avec Tig, Magazine, arc submergé, processus laser-racine et blindés-arc-arc.
- Le préchauffage n'est généralement pas nécessaire; néanmoins, Limiter l'entrée de chaleur évite la formation de crack à chaud.
- Utiliser un 1.4842 (X12crni25-20) Fil de remplissage pour correspondre à la composition en alliage et maintenir la résistance au fluage.
- Bien que le recuit de solution post-filme (1 050 - 1 150 ° C) n'est pas obligatoire, Un bref cycle restaure une résistance optimale à la corrosion dans la zone touchée par la chaleur.
7. Pardon & Machinabilité
Pardon
AISI 314 forces exceptionnellement bien entre 1 175 ° C et 1 000 ° C. Immédiatement après chaque passe de forge, Éteignez la pièce dans l'air ou l'eau pour se verrouiller dans une amende, Structure de grains recristallisés.
Parce que 314 résiste à l'oxydation jusqu'à 1 150 ° C, Vous pouvez maintenir l'intégrité de l'échelle tout au long du travail chaud.
Cependant, Évitez de tenir ou de réchauffer entre 600 ° C et 900 ° C—Les pics d'embrimancement en phase de sigma dans cette plage. Le rendement de forge à l'ouverture et à la chute est cohérent, Préformes de haute qualité.
Traitement thermique & Formage chaud
- Recuit de solution: Chauffer 1 050 - 1 150 ° C, puis aérien ou couché à eau pour restaurer une résistance et une ductilité maximales à la corrosion.
- Formage chaud: Effectuer des opérations de mise en forme entre 1 150 ° C et 800 ° C, suivi par une école aérienne.
Cette fenêtre garantit une excellente ouvrière tout en empêchant la formation de phase indésirable.
Machinabilité
AISI 314 tarif 35–45 % d'un acier libre. Les précipitations en carbure pendant la coupe accélèrent l'usure de l'outil, Alors adhérez à ces directives:
- Profondeur de coupe & Vitesses: Utilisez des profondeurs peu profondes (1–3 mm) et des vitesses modérées (50–80 m / moi) pour minimiser le travail.
- Refroidissement: Employer un haut débit, liquide de refroidissement synthétique pour compenser une faible conductivité thermique et empêcher le bord intégré.
- Outillage: Choisissez des inserts en carbure ou en CBN avec des revêtements résistants à l'usure (Par exemple, Tialn), et maintenir des flux de finition légère (0.05–0,10 mm / révérend) pour une qualité de surface optimale.
8. Applications & Cas d'utilisation de l'industrie
Combinant de manière transparente tous les traits antérieurs, AISI 314 trouve des maisons dans des environnements critiques élevés:
Fours de traitement thermique
- Tubes rayonnants, se débrouiller, Les répliques et les paniers en filet fonctionnent en continu à 900 - 1 000 ° C.
Réformateurs pétrochimiques
- Paniers de catalyseur, Les supports de grille et la tuyauterie en aval endurent la sulfydation cyclique et l'oxydation.
Fours industriels & Incinérateurs
- Doublures, Les portes et les voitures de chargement résistent aux chocs thermiques et aux sous-produits de la combustion corrosive.
Superheattes de puissance
- Tubes et en-têtes exposés à une vapeur surchauffée à 600 ° C bénéfice de la résistance au fluage et de la protection contre l'oxydation de 314.
9. Normes, Caractéristiques & Certification
Adoption mondiale de l'AISI 314 reflète son inclusion dans les normes majeures:
| Standard | Désignation | Formulaires de produit |
|---|---|---|
| ASTM A276 / A312 | Taper 314 | Bars, assiettes, tubes sans couture |
| EN10088-2 | 1.4841 | Feuille, bande, plaque |
| DEPUIS | X15crnisi25‑21 | Divers |
| Il est | It314 | Feuilles, tubes, tiges |
| Né MR0175 / ISO15156 | - | Certification Sour-Service |
10. Comparaison avec d'autres notes austénitiques
AISI 314 L'acier inoxydable appartient à la famille austénitique et est connu pour son résistance à haute température et résistance à l'oxydation En raison de son contenu élevé de chrome et de nickel.
Vous trouverez ci-dessous un aperçu comparatif de l'AISI 314 par rapport aux autres notes austénitiques couramment utilisées - 304, 316, et 310.
Table comparative: AISI 314 contre. 304, 316, et 310 Aciers inoxydables
| Propriété / Fonctionnalité | AISI 304 | AISI 316 | AISI 310 | AISI 314 |
|---|---|---|---|---|
| Nickel (Dans) | 8–10,5% | 10–14% | 19–22% | 19–22% |
| Chrome (Croisement) | 18–20% | 16–18% | 24–26% | 23–26% |
| Molybdène (MO) | - | 2–3% | - | - |
| Silicium (Et) | ≤1,0% | ≤1,0% | ≤ 1,5% | 1.5–3,0% |
| Température de fonctionnement maximale | ~ 870 ° C (à court terme) | ~ 870 ° C (à court terme) | 1100° C | 1150° C |
| Résistance à la corrosion | Bien (environnements généraux) | Excellent (piqûres / acides) | Bien (oxydation à fort tempête) | Excellent (oxydation à fort tempête) |
| Résistance à l'oxydation | Modéré | Modéré | Très bien | Excellent |
| Résistance mécanique (Température ambiante) | Modéré | Modéré | Modéré | Haut |
| Réponse magnétique | Non magnétique (recuit) | Non magnétique (recuit) | Non magnétique (recuit) | Non magnétique (recuit) |
| Applications | Ustensiles de cuisine, tuyauterie, chars | Marin, traitement chimique | Fours, fous, échappement | Échangeurs de chaleur, brûleurs, incinérateurs |
Faits saillants clés:
- 314 contre. 304: AISI 314 offre une résistance à la haute température et à l'oxydation bien supérieure que 304. Alors que 304 est polyvalent pour une utilisation générale, 314 est adapté à des environnements thermiques élevés.
- 314 contre. 316: 316 dépasse la résistance à la corrosion du chlorure due à la teneur en MO, Le rendre idéal pour une utilisation marine. Cependant, 314 surpasser 316 dans la résilience thermique et la résistance à l'échelle.
- 314 contre. 310: Les deux sont utilisés dans des applications à haute température, mais 314 Comprend plus de silicium, en donnant résistance à l'oxydation améliorée.
Cela fait 314 Préféré pour les opérations continues à des températures supérieures à 1000 ° C.
10. Conclusion
AISI 314 (1.4841 / X15crnisi25‑21) occupe une niche unique parmi les aciers inoxydables austénitiques - offrant un mélange de force à haute température, Résission d'oxydation et de carburisation à un coût compétitif.
Avoir hâte de, Simulations de coulée numérique, Les composants et les nouvelles technologies de revêtement fabriqués par additif promettent d'étendre son applicabilité dans les applications à haute teneur en génération.
LangIl est le choix parfait pour vos besoins de fabrication si vous avez besoin de haute qualité pièces en acier inoxydable.
FAQ
Peut-on aisi 314 être soudé facilement?
Oui. AISI 314 prend en charge les processus de soudage communs comme Tig, MOI, arc, et Soudage à l'arc submergé.
Cependant, craquage chaud peut se produire en raison de son contenu en alliage élevé, C'est donc crucial de Limiter l'entrée de chaleur et utiliser des matériaux de remplissage compatibles comme 1.4842 (X12crni25-20).
Est un traitement thermique après le soudage requis pour AISI 314?
En général, Non. Le traitement thermique après le soudage n'est pas nécessaire à moins que le composant ne fonctionne dans des environnements de cyclisme hautement corrosifs ou thermiques.
Cependant, recuit de solution (1050–1150 ° C) peut être appliqué pour restaurer une résistance à la corrosion maximale.
Quelles sont les principales limites de l'AISI 314?
- Pas adapté aux environnements riches en chlorure - 314 manque de molybdène et fonctionne mal dans des conditions marines ou saumure.
- Machinabilité modérée - en raison de la formation de carbure et de la mauvaise conductivité thermique.
- Risque de phase sigma - Évitez une exposition prolongée entre 600–900 ° C pour empêcher la fragilisation.
Est aisi 314 magnétique?
Non, AISI 314 est un entièrement austénitique acier inoxydable et reste non magnétique, Même après le travail froid.
Peut-on aisi 314 être utilisé dans les applications alimentaires ou pharmaceutiques?
Bien que techniquement possible, des notes comme 304 ou 316 sont plus souvent spécifiés en raison de leur Meilleure polonabilité, coût inférieur, et aptitude à la désinfection dans des environnements propres.
AISI 314 est généralement trop spécifié pour de telles applications.
