AISI314 (1.4841 /X15crnisi25–21) Austenittisk rustfritt stål

1. Introduksjon

Aisi314 austenittisk rustfritt stål, også standardisert som EN1.4841 og x15crnisi25–21, tilbyr en eksepsjonell balanse mellom høye temperaturstyrke og oksidasjonsmotstand.

Utviklet på 1950 -tallet for å betjene den voksende varmebehandlingen og petrokjemiske industriene, 314 fikk raskt internasjonal aksept.

I dag, den har fremtredende i ASTM, FRA, og JIS -standarder, Gjør det til en globalt anerkjent arbeidshest for komponenter utsatt for kontinuerlige tjenestetemperaturer opp til 1050 ° C.

Denne artikkelen undersøker kjemien, metallurgi, ytelsesegenskaper, og industrielle applikasjoner for å veilede ingeniører innen materialvalg og design.

2. Kjemisk sammensetning av AISI314

Aisi 314 tilhører den austenittiske klassen av rustfrie stål, karakterisert av en ansiktssentrert kubikk (c) krystallstruktur som forblir stabil over et bredt temperaturområde.

Kjemien legger vekt på høye krom- og nikkelnivåer, forsterket av silisium for ytelse med høy temperatur. Nedenfor er et typisk komposisjonsområde:

Element	Innhold (vekt%)	Primærfunksjon
Krom	24.0 –26.0	Danner en beskyttende Cr₂o₃ -skala; forbedrer oksidasjonsresistens opp til 1050 ° C.
Nikkel	19.0 –22.0	Stabiliserer den austenittiske fasen; opprettholder duktilitet og seighet ved høy temperatur.
Silisium	0.7 –1.5	Forbedrer skala vedheft; Styrer sulfidering og forgassing i aggressive atmosfærer.
Karbon	≤0.12	Bidrar til krypstyrke; Lav grense forhindrer karbidutfelling og bevarer korrosjonsbestandighet.
Mangan	≤1,0	Hjelper austenittstabilisering og øker varmarbeidbarheten.
Fosfor	≤0.045	Holdt lavt for å minimere embittlement ved korngrenser.
Svovel	≤0.015	Kontrollert for å redusere varmsprekker under sveising og smiing.

3. Fysiske egenskaper

AISI 314s fysiske egenskaper påvirker både designvalg og atferdsatferd.

Spesielt, Den ikke -magnetiske naturen og moderat termisk konduktivitet gjør det til en foretrukket legering for varme -exchanger -rør, Ovnselementer og komponenter i elektromagnetiske følsomme miljøer.

Eiendom	Verdi	Implikasjon
Magnetiserbarhet	Ingen	Beholder ikke -magnetisk oppførsel på tvers av alle temperaturer; Ideell for sensorer, spoler.
Tetthet	7.9 kg/dm³	Balanserer styrke og masse; letter vektberegninger i strukturell design.
Termisk konduktivitet	15 W/m · k (≤20 ° C.)	Gjennomfører varme moderat; Unngår hot spots mens du begrenser overdreven varmetap.
Elektrisk resistivitet	0.9 Ω · mm²/m (Rt)	Viser typisk austenittisk resistivitet; Informerer strøm -tap og varme -elementdesign.

4. Mekaniske egenskaper & Ytelse med høy temperatur

Aisi 314 leverer en sjelden kombinasjon av rom -temperatur duktilitet og forhøyet temperaturstyrke. I tillegg, Den tåler sykliske termiske belastninger og motstår oksidasjon.

Eiendom	Romtemp.	900 ° C.	1 000 ° C.
Strekkfasthet (MPA)	580 –700	~ 250	~ 150
Avkastningsstyrke (MPA)	200 –350	~ 100	~ 50
Forlengelse (%)	≥40	≥20	≥15
Krypbruddstyrke (100 h)	-	~ 15mpa	~ 5mpa

Termisk fatigue og oksidasjonsatferd

• I sykliske tester mellom romtemperatur og 1 000 ° C., Aisi 314 Prøver overlevde over 2 000 oppvarming/kule -ned -sykluser før du viser første sprekker.
• Videre, Den silisiumrike skalaen fester seg sterkt, Begrensende skala -spallasjon; ti 24 -timers sykluser på 1 000 ° C. produserte vektøkninger under 5 mg/cm², sammenlignet med 8 mg/cm² for karakter 310.

Disse dataene viser at aisi 314 Ikke bare tåler statiske belastninger med høy temperatur, men motstår også de kombinerte mekaniske og miljømessige belastningene ved termisk sykling og oksidasjon.

5. Korrosjonsmotstand

Overgang fra mekaniske egenskaper til miljøprestasjoner, Aisi 314 utmerker seg i både oksiderende og mildt reduserende atmosfærer:

Oksidasjon i luft & Sykliske forhold

• Danner en tett tilhenger 1 050 ° C.. Når de blir utsatt for ti 24 -timers sykluser på 1 000 ° C., Vektøkning i gjennomsnitt under 5 mg/cm², sammenlignet med 8 mg/cm² for 310.

Sulfideringsmotstand

• Silisiumtilsetninger gir overlegen beskyttelse i svovelegasser, motstå skala utbryter til 650 ° C..

Forgasselse forgasselse & Nitridasjon

• I forgassende atmosfærer på 950 ° C for 1,000 h, 314 bare viste 2 mg/cm² vektøkning, utkonkurrerer 310 og 330 av omtrent 20 %.

Vandig korrosjon (Tre = 24–29)

• Mot kloridmiljøer og generelle kjemikalier, 314'S pitting -motstandsekvivalentnummer (Tre) Sikrer robust ytelse, rivalisering 316 I mange serviceforhold.

6. Fabrikasjon & Sveising

Aisi 314 kombinerer utmerket formbarhet med bred sveisbarhet, slik at produsentene kan produsere komplekse former og robuste ledd uten tunge varmebehandlingssykluser.

Formbarhet & Kaldt arbeid

• Kald reduksjon: Du kan tegne eller bøye deg 314 opp til 30 % Tykkelsesreduksjon uten sprekker, Takket være den fullt austenittiske strukturen.
• Bøyer radier: Opprettholde et minimum av bøyningsradius av 3 × Materialtykkelse For å unngå overflatemerking.
• Dyp tegning: For kopper eller skjell, Begrens tegningdybde per pasning til 30 % av tom diameter, deretter anneal hvis det er nødvendig med ytterligere reduksjon.
• Annealing sykluser: Etter tungt kaldt arbeid (> 30 %), Gjenopprett duktilitet ved løsningsanaling på 1 050 - 1 150 ° C. etterfulgt av luft eller vannslukking.

Sveisbarhet

• Kompatibel med Tig, Mag, nedsenket bue, laser -bjelke og skjermede metallbueprosesser.
• Forvarming er generelt unødvendig; Likevel, Begrensning av varmeinngang unngår het -crack -formasjon.
• Bruk en 1.4842 (X12crni25–20) fylltråd for å matche legeringssammensetning og opprettholde krypstyrke.
• Selv om annealing etter sveising (1 050 - 1 150 ° C.) er ikke obligatorisk, En kort syklus gjenoppretter optimal korrosjonsmotstand i den varmepåvirkede sonen.

7. Forfaller & Maskinbarhet

Forfaller

Aisi 314 smirer usedvanlig godt mellom 1 175 ° C og 1 000 ° C.. Umiddelbart etter hvert smiing av passering, slukk delen i luft eller vann for å låse en bot, omkrystallisert kornstruktur.

Fordi 314 motstår oksidasjon opp til 1 150 ° C., Du kan opprettholde skalaintegritet gjennom varmt arbeid.

Imidlertid, Unngå å holde eller oppvarme mellom 600 ° C og 900 ° C.—Sigma -fase Embittlement Peaks i det området. Både åpen og slipp smiing avkastning konsistent, Preformer av høy kvalitet.

Varmebehandling & Varm forming

• Løsning annealing: Varme til 1 050 - 1 150 ° C., deretter luft- eller vannavlukker for å gjenopprette maksimal korrosjonsbestandighet og duktilitet.
• Varm forming: Utføre forming av operasjoner mellom 1 150 ° C og 800 ° C., etterfulgt av et luftkjøl.
  Dette vinduet sikrer utmerket brukbarhet mens du forhindrer uønsket fasedannelse.

Maskinbarhet

Aisi 314 priser 35–45 % av et fritt machining stål. Karbidutfelling under skjæring akselererer verktøyets slitasje, Så følg disse retningslinjene:

• Kutte dybder & Hastigheter: Bruk grunne dybder (1–3 mm) og moderate hastigheter (50–80 m/meg) For å minimere arbeidsherdingen.
• Kjøling: Bruk høye strøm, Syntetisk kjølevæske for å oppveie lav termisk ledningsevne og forhindre oppbygd kant.
• Verktøy: Velg skarpt karbid- eller CBN -innlegg med slitasjebestandige belegg (F.eks., Tialn), og opprettholde lett etterbehandlingsfôr (0.05–0,10 mm/rev) For optimal overflatekvalitet.

8. Applikasjoner & Bransjebrukssaker

Sømløst kombinerer alle tidligere egenskaper, Aisi 314 finner hjem i kritiske miljøer med høyt oppvarming:

Varmebehandlingsovner

• Strålende rør, Muffl, Retorter og nettkurver fungerer kontinuerlig på 900 - 1 000 ° C..

Petrokjemiske reformatorer

• Katalysatorkurver, Rutenettstøtter og nedstrøms rørleder Syklisk sulfidering og oksidasjon.

Industrielle ovner & Forbrenningsovn

• Foringer, Dører og lastbiler motstår termisk sjokk og etsende forbrenning biprodukter.

Kraftplante overopphette

• Rør og overskrifter utsatt for overopphetet damp ved 600 ° C fordel av 314s krypstyrke og oksidasjonsbeskyttelse.

9. Standarder, Spesifikasjoner & Sertifisering

Global adopsjon av Aisi 314 gjenspeiler inkluderingen i store standarder:

Standard	Betegnelse	Produktformer
ASTM A276 / A312	Type 314	Barer, plater, sømløse rør
EN10088-2	1.4841	Ark, stripe, tallerken
FRA	X15crnisi25–21	Diverse
Han er	ITS314	Ark, rør, Stenger
Født MR0175/ISO15156	-	Sour -Service -sertifisering

10. Sammenligning med andre austenittiske karakterer

Aisi 314 Rustfritt stål tilhører den austenittiske familien og er kjent for sin Høytemperaturstyrke og oksidasjonsmotstand På grunn av det forhøyede krom- og nikkelinnholdet.

Nedenfor er en sammenlignende oversikt over AISI 314 kontra andre ofte brukte austenittiske karakterer - 304, 316, og 310.

Sammenlignende tabell: Aisi 314 vs. 304, 316, og 310 Rustfrie stål

Nøkkelhøydepunkter:

• 314 vs. 304: Aisi 314 tilbyr langt overlegen høye temperatur- og oksidasjonsmotstand enn 304. Mens 304 er allsidig for generell bruk, 314 er skreddersydd for forhøyede termiske miljøer.
• 314 vs. 316: 316 overgår i kloridkorrosjonsmotstand på grunn av MO -innhold, gjør det ideelt for marin bruk. Imidlertid, 314 overgår 316 i termisk spenst og skaleringsmotstand.
• 314 vs. 310: Begge brukes i applikasjoner med høy temperatur, men 314 Inkluderer mer silisium, gir det Forbedret oksidasjonsresistens.
  Dette gjør 314 Foretrukket for kontinuerlig operasjoner ved temperaturer over 1000 ° C.

10. Konklusjon

Aisi 314 (1.4841 / X15crnisi25–21) Opptar en unik nisje blant austenittiske rustfrie stål - og tilbyr en blanding av høye temperaturstyrke, Oksidasjon og forgassende motstand til konkurransedyktige kostnader.

Ser fremover, Simuleringer av digital støping, Additive -produserte komponenter og nye beleggsteknologier lover å utvide anvendeligheten i neste generasjons høye oppvarmingsapplikasjoner.

LangHe er det perfekte valget for dine produksjonsbehov hvis du trenger høy kvalitet Rustfrie ståldeler.

Kontakt oss i dag!

 

Vanlige spørsmål

Kan aisi 314 bli sveiset enkelt?

Ja. Aisi 314 støtter vanlige sveiseprosesser som Tig, MEG, bue, og Nedsenket bue sveising.

Imidlertid, varm sprekker kan oppstå på grunn av det høye legeringsinnholdet, Så det er avgjørende for Begrens varmeinngangen og bruk kompatible fyllmaterialer som 1.4842 (X12CRNI25-20).

Er etter sveis varmebehandling som kreves for AISI 314?

Generelt, ingen. Varmebehandling etter sveis er ikke nødvendig med mindre komponenten fungerer i svært etsende eller termiske sykkelmiljøer.

Imidlertid, løsning annealing (1050–1150 ° C.) kan brukes på å gjenopprette maksimal korrosjonsmotstand.

Hva er de viktigste begrensningene til AISI 314?

• Ikke egnet for kloridrike miljøer - 314 mangler molybden og presterer dårlig under marine eller saltlakeforhold.
• Moderat maskinbarhet - På grunn av dannelse av karbid og dårlig termisk ledningsevne.
• Sigma-fase risiko - Unngå langvarig eksponering mellom 600–900 ° C. for å forhindre fordringelse.

Er aisi 314 magnetisk?

Ingen, Aisi 314 er en fullstendig Austenittisk rustfritt stål og gjenstår ikke-magnetisk, Selv etter kaldt arbeid.

Kan aisi 314 brukes i mat- eller farmasøytiske applikasjoner?

Mens du er teknisk mulig, karakterer som 304 eller 316 er oftere spesifisert på grunn av deres Bedre polskbarhet, Lavere kostnader, og Egnethet for desinfisering i rene miljøer.

Aisi 314 er generelt overspesifisert for slike applikasjoner.