321不锈钢
321不锈钢（UNS S32100）是一种钛稳定奥氏体不锈钢，其设计用于在425°C至900°C之间抵抗敏化，并在高达约870°C的连续使用温度下具有良好的抗氧化性。钛的添加量至少为碳和氮总含量的五倍。这抑制了晶间碳化物析出，因此无需焊后热处理即可抵抗焊缝区域的腐蚀。
1. 化学成分
下表列出了 321 的化学元素组成。钛稳定化率使该牌号与未稳定化的奥氏体合金区分开来。
| 材质 | UNS牌号 | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Ti | Cu | Al | 其他 |
| TP321 | S32100 | 0.080 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 1.00 | 17.0–19.0 | 9.0–12.0 | – | 5(C+N)–0.7 | – | – | N ≤ 0.1 |
注意：钛含量必须至少为 5x(C+N)，以确保按照ASTM A213 /A312 要求完全稳定。
2.机械性能
以下机械性能指标适用于退火状态下的321不锈钢管。这些限制反映了该钢种在高温高压系统中作为结构承载材料的适用性。
| 材质 | 条件或尺寸 | 标准 | 热处理温度（最低） | 最小抗拉强度（兆帕） | 最小抗拉强度（兆帕） | 最小伸长率 % | 硬度 |
| TP321 | t ≤ 9.5mm | A312 | 1040°C | 515 | 205 | 35 | HBW ≤ 201 HRB ≤ 92 |
3. 近似牌号
该表将不锈钢 321与其在欧洲、日本、中国和俄罗斯标准中的近似牌号进行对应，以便进行全球采购和材料追溯。
| 材质 | UNS牌号 | 国标 | JIS | ISO | DIN/EN | GOST | |
| ISC | 新牌号 | ||||||
| 321 | S32100 | S32168 | 06Cr18Ni11Ti | SUS321 | X6CrNiTi18-10 | 1.4541 | 08X18H10T |
4. 主要优势
- 钛的抗敏化稳定作用：钛优先形成TiC和TiN析出物，而不是在晶界处形成碳化铬。这可以防止在高温暴露和多道焊接过程中发生敏化。
- 持续高温强度：321 型钢在高达约 870°C 的连续使用温度下仍能保持良好的拉伸强度和蠕变强度，其抗氧化性能可达 900°C 或更高，具体取决于气氛和循环条件。对于超过 870°C 的应用，请参考项目特定的蠕变和氧化数据。
- 抗氧化性：17-19% 的铬含量范围可形成稳定、附着力强的氧化层，该氧化层可抵抗结垢和氧化气氛，其耐温远高于未稳定化的 300 系列钢种所能承受的温度。
5. 通用制造标准
ASTM A312：无缝、焊接和重冷加工奥氏体不锈钢管的标准规范
ASTM A213：无缝铁素体和奥氏体合金钢锅炉、过热器和换热器管的标准规范
ASTM A269：适用于一般用途的无缝和焊接奥氏体不锈钢管的标准规范.
ASTM A511：无缝不锈钢机械管材标准规范
DIN EN 10216-5：用于压力用途的无缝钢管——不锈钢
JIS G3459：不锈钢管
GB/T 14976：流体输送用无缝不锈钢管——06Cr18Ni11Ti
GOST 9940 / 9941：无缝热成型和冷成型不锈钢管—08X18H10T
制造标准对比表：
| 标准 | 美国材料与试验协会(ASTM) | EN/DIN | JIS | 国标 | GOST |
| 无缝管 | A312 TP321 | EN 10216-5 (1.4541) | G3459 SUS321 | GB/T 14976 | GOST 9940 |
| 无缝管 | A213 TP321 | EN 10216-5 (1.4541) | G3463 SUS321 | GB/T 13296 | GOST 9941 |
| 焊接管 | A249 TP321 | EN 10217-7 (1.4541) | G3463 SUS321 | GB/T 12771 | – |
6. 主要应用
- 航空航天排气系统：喷气发动机排气管、排气衬里和加力燃烧室部件需要在高温循环条件下保持持续的抗氧化性。
- 炼油厂工艺加热器：原油蒸馏和重整装置中的炉管和辐射盘管，其标准操作条件为连续暴露于 600-850°C。
- 高温工况下的换热器：石化厂中的壳管式换热器，必须防止热影响区因焊接循环而产生敏化反应。
- 化工厂柔性管道：输送热腐蚀性流体的输送管线和膨胀波纹管，反复的热循环会使不稳定等级的流体变得敏感。
- 核电辅助设备：反应堆冷却剂系统辅助管道和部件，其中受辐照焊接区域的晶间腐蚀是设计考虑因素。
