Existen muchos materiales para las tuberías de acero inoxidable, como 304, 304L, 316, 321, 310S, etc. En la industria del acero inoxidable, las tuberías de acero inoxidable 304 y 321 son dos materiales comunes. Ambos pertenecen a la serie 300 de acero inoxidable austenítico, que tiene buena resistencia a la corrosión y una amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, debido a ligeras diferencias en la composición, tienen ciertas diferencias en el rendimiento y el uso. Este artículo explorará en detalle las principales diferencias entre las tuberías de acero inoxidable 304 y las tuberías de acero inoxidable 321, así como sus respectivos escenarios de aplicación.
1. Comparación de la composición química
Las principales composiciones químicas de las tuberías de acero inoxidable 304 y 321 son las siguientes:
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Element
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304 Stainless Steel Pipe
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321 Stainless Steel Pipe
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Carbon (C)
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≤0.08%
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≤0.08%
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Silicon (Si)
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≤1.00%
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≤1.00%
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Manganese (Mn)
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≤2.00%
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≤2.00%
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Phosphorus (P)
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≤0.045%
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≤0.045%
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Sulfur (S)
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≤0.03%
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≤0.03%
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Chromium (Cr)
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18.0-20.0%
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17.0-19.0%
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Nickel (Ni)
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8.0-10.5%
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9.0-12.0%
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Titanium (Ti)
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-
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≥5×C%
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304 VS. 321
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304 Stainless Steel
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321 Stainless Steel
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Features
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Corrosion resistance, good toughness
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Abrasion resistance, high temperature resistance, creep resistance
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Grade
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0Cr18Ni9 (0Cr19Ni9), 06Cr19Ni9, S30408
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X10CrNiTi189, 321, S32100, TP321, SUS321
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Chemical Composition
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C: ≤0.08, Si: ≤1.0, Mn: ≤2.0, Cr: 18.0-20.0, Ni: 8.0-10.5, S: ≤0.03, P: ≤0.035, N≤0.1
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S: ≤0.030, Ni: 9.00-12.00, Cr: 17.00-19.00, Ti: 5C-0.70
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Tensile Strength (MPa)
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520
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≥520
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Conditional Yield Strength (MPa)
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205-210
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≥205
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Elongation (%)
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40%
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≥40%
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Hardness
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HB187, HRB90, HV200
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≤187HB; ≤90HRB; ≤200HV
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Density
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7.93 g/cm³
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7.93 g/cm³
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Theoretical Weight
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Weight (kg) = thickness (mm) * width (m) * length (m) * density value
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Weight (kg) = thickness (mm) * width (m) * length (m) * density value
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Uses
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Tableware, cabinets, indoor pipelines, water heaters, boilers, bathtubs, auto parts, medical appliances, building materials, chemicals, food industry, agriculture, and ship parts.
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Outdoor machines for the chemical, coal, and petroleum industries.
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Diferencias principales:
Adición de titanio: el tubo de acero inoxidable 321 añade titanio (Ti) sobre la base del 304, y su contenido es generalmente 5 veces el contenido de carbono (mínimo 0,2%). La adición de titanio puede mejorar la resistencia del acero inoxidable a la corrosión intergranular en entornos de alta temperatura y evitar la sensibilización por soldadura.
Contenido de cromo y níquel: el acero inoxidable 304 tiene un contenido de cromo ligeramente superior, mientras que el acero inoxidable 321 tiene un contenido de níquel ligeramente superior, lo que hace que su resistencia a la corrosión en entornos específicos sea diferente.
La apariencia y las propiedades físicas del acero inoxidable 304 y 321 son muy similares, excepto por la ligera diferencia en la composición química:
1) El acero inoxidable 321 requiere trazas de titanio (Ti) (según la norma ASTM A182-2008, el contenido de Ti no debe ser inferior a 5 veces el contenido de carbono (C), pero no más del 0,7%, otra nota, 304 y 321 El contenido de carbono (C) es del 0,08% y 304 no contiene titanio (Ti).
2) Los requisitos para el contenido de níquel (Ni) son ligeramente diferentes. 304 está entre el 8% y el 11%, mientras que 321 está entre el 9% y el 12%.
3) Los requisitos para el contenido de cromo (Cr) son diferentes. 304 está entre el 18% y el 20%, mientras que 321 está entre el 17% y el 19%.
Entonces, puede utilizar un analizador de materiales metálicos o un método de análisis químico para verificar la composición de estos dos materiales y emitir juicios.
2. Comparación de la resistencia a la corrosión
Debido a su alto contenido de cromo, las tuberías de acero inoxidable 304 pueden formar una película de óxido densa con buena resistencia a la corrosión y son adecuadas para la mayoría de los entornos.
Sin embargo, en entornos de alta temperatura (427 °C ~ 816 °C), el acero inoxidable 304 es propenso a la corrosión intergranular, es decir, la precipitación de carburo de cromo, lo que resulta en una disminución de la resistencia a la corrosión del material. El acero inoxidable 321, debido a la adición de titanio, puede inhibir eficazmente la corrosión intergranular y es adecuado para aplicaciones en entornos de alta temperatura, como tuberías de calderas y equipos de intercambio de calor.
3. Comparación de la resistencia a altas temperaturas
La temperatura de resistencia al calor del acero inoxidable 304 generalmente está por debajo de los 800 °F (427 °C). La precipitación de carburo de cromo se producirá a temperaturas más altas, lo que provocará una falla por corrosión del material.
El acero inoxidable 321 puede funcionar durante mucho tiempo en un entorno de **800 °F-1500 °F (427 °C-816 °C)** debido a la presencia de titanio, y es adecuado para piezas estructurales de alta temperatura o para ocasiones en las que no se puede realizar un recocido después de la soldadura.
4. Comparación de propiedades mecánicas
A temperatura ambiente, las propiedades mecánicas del acero inoxidable 304 y 321 no son muy diferentes. Sin embargo, en entornos de alta temperatura, el acero inoxidable 321 exhibe una mejor resistencia a la fluencia y a la fractura por tensión, lo que lo hace más confiable en entornos de alta temperatura y presión.
5. Comparación de propiedades de soldadura
El acero inoxidable 304 puede producir corrosión intergranular después de la soldadura, especialmente en entornos de alta temperatura, donde el área de soldadura es susceptible a daños por corrosión. Sin embargo, debido al efecto estabilizador del titanio, la resistencia a la corrosión de la soldadura del acero inoxidable 321 es más fuerte, por lo que es más adecuado para estructuras de soldadura de alta temperatura.
6. Comparación de campos de aplicación
Principales aplicaciones de los tubos de acero inoxidable 304:
Equipos de procesamiento de alimentos (como equipos lácteos, equipos de elaboración de cerveza)
Equipos médicos
Pasamanos, materiales decorativos de acero inoxidable
Equipos químicos (ambientes de baja y temperatura normal)
Equipos de energía nuclear
Principales aplicaciones de los tubos de acero inoxidable 321:
Tuberías de calderas de alta temperatura
Intercambiadores de calor
Industria aeroespacial
Sistemas de escape de automóviles
Equipos petroquímicos
Tuberías de vapor de alta temperatura
7. Precio y economía
Debido a que los tubos de acero inoxidable 321 tienen titanio agregado a su composición y tienen una mejor resistencia a altas temperaturas, su costo de producción es más alto que el de los tubos de acero inoxidable 304, y su precio de mercado es relativamente caro. Si se utilizan en entornos ordinarios, los tubos de acero inoxidable 304 son más rentables, mientras que para alta temperatura, alta presión y resistencia a la corrosión, los tubos de acero inoxidable 321 son una mejor opción.
8. Conclusión
Los tubos de acero inoxidable 304 son los materiales de acero inoxidable más utilizados, con buena resistencia a la corrosión, propiedades mecánicas y propiedades de procesamiento, adecuados para los campos de alimentos, químicos y decoración.
Los tubos de acero inoxidable 321 agregan titanio al 304, lo que lo hace más resistente a altas temperaturas y corrosión intergranular, y es particularmente adecuado para entornos de alta temperatura como calderas, intercambiadores de calor y aeroespacial.
La elección de los tubos de acero inoxidable depende del escenario de aplicación específico: si la temperatura ambiente es baja y el requisito de resistencia a la corrosión es alto, se puede seleccionar 304; si implica un entorno de alta temperatura o presión de alta temperatura a largo plazo, se recomiendan los tubos de acero inoxidable 321.
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