Edelstahl der Güteklasse AISI 321

AISI 321, entwickelt vom American Iron and Steel Institute (AISI), ist ein titanstabilisierter austenitischer Edelstahl, der für seine hervorragende Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und seine überlegene Leistungsfähigkeit bei hohen Temperaturen bekannt ist. Im Wesentlichen handelt es sich um eine modifizierte Version von AISI 304, bei der Titan hinzugefügt wurde, um die Karbidbildung beim Schweißen oder bei hohen Temperaturen zu verhindern.

AISI 321 gehört zur 300er-Reihe der austenitischen Edelstähle. Durch die Zugabe von Titan (typischerweise mindestens das Fünffache des Kohlenstoffgehalts, bis zu 0,70 %) bilden sich Titancarbide durch Bindung mit Kohlenstoff, wodurch die Bildung von Chromcarbiden an den Korngrenzen verhindert wird. Diese Stabilisierung gewährleistet Beständigkeit gegen Sensibilisierung und interkristalline Korrosion im Temperaturbereich von 425–850 °C.

Im geglühten Zustand bietet es eine ähnliche Korrosionsbeständigkeit wie AISI 304, ist aber in oxidativen Umgebungen bei intermittierendem Einsatz bis 900 °C oder kontinuierlichem Einsatz bis 925 °C deutlich überlegen. Das Material ist im geglühten Zustand nicht magnetisch, kann aber nach Kaltverformung leicht magnetisch werden.

Gleichwertige Standards umfassen:

• EN 1.4541, auch bekannt als X6CrNiTi18-10, ist ein titanstabilisierter austenitischer Edelstahl nach europäischer Norm (EN 10088). Im amerikanischen System entspricht er direkt AISI 321. Durch die Zugabe von Titan wird das Material vor Sensibilisierung und interkristalliner Korrosion geschützt, insbesondere nach Einwirkung von Temperaturen im Bereich von 425–850 °C. Dadurch ist er dem Standard 1.4301 (AISI 304) für Schweiß- und Hochtemperaturanwendungen überlegen.
• UNS S32100, allgemein bekannt als AISI 321, ist die Bezeichnung des Unified Numbering System (UNS) für titanstabilisierten austenitischen Edelstahl. Diese Sorte zeichnet sich durch verbesserte Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und hervorragende Leistung bei Hochtemperaturanwendungen bis ca. 900 °C aus. Die Zugabe von Titan stabilisiert das Material, vorzugsweise durch die Bildung von Titancarbiden, und verhindert Chromverarmung an den Korngrenzen beim Schweißen oder bei längerer Wärmeeinwirkung. UNS S30400 bietet eine vergleichbare Korrosionsbeständigkeit wie AISI 304, weist jedoch eine höhere Hochtemperaturfestigkeit und Schichtfestigkeit auf. Das Material ist im geglühten Zustand nicht magnetisch und wird nach Kaltverformung leicht magnetisch.
• JIS SUS321 ist die japanische Industrienorm für titanstabilisierten austenitischen Edelstahl. Diese Güteklasse ist speziell für Hochtemperaturanwendungen und Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion nach dem Schweißen oder bei hohen Temperaturen (400–800 °C) ausgelegt. Die Zugabe von Titan verhindert durch die Bildung stabiler Carbide die Ausscheidung und Sensibilisierung von Chromcarbid. SUS321 bietet eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit bis 900 °C bei intermittierender Nutzung und behält seine guten mechanischen Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen. Im geglühten Zustand ist er nicht magnetisch und wird in Japan und Asien häufig für anspruchsvolle thermische Anwendungen eingesetzt. Gängige Formen sind Bleche, Rohre und Stangen.
• BS 321S31 ist die britische Normbezeichnung für titanstabilisierten austenitischen Edelstahl (entspricht den Normen BS 1449 und BS 970). Durch den Zusatz von Titan bietet dieser Stahl eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion nach Einwirkung hoher Temperaturen (425–850 °C) oder beim Schweißen. Dadurch ist er unstabilisierten Stahlsorten wie 304/304L unter diesen Bedingungen überlegen. Er bietet eine gute Oxidationsbeständigkeit und hohe Kriechfestigkeit bei intermittierender Beanspruchung bis zu 900 °C und behält im geglühten Zustand seine nichtmagnetischen Eigenschaften.

Die Zusammensetzung von AISI 321 entspricht der Norm „ASTM A240/A240M Standard specification for chrome and chrome-nickel stainless steel sheet, plate and band for pressure containers and general applications“.

AISI 321 eignet sich ideal für Hochtemperatur- und korrosive Umgebungen, einschließlich:

• Flugzeugabgaskrümmer und Schornsteine
• Abgasanlagen für Kraftfahrzeuge
• Wärmetauscher und Kessel
• Anlagen zur chemischen Aufbereitung
• Dehnungsfugen und Faltenbälge
• Ofenkomponenten und Wärmebehandlung.

AISI 321 weist mit Standardverfahren eine ausgezeichnete Schweißbarkeit auf. Für bessere Ergebnisse werden Zusatzdrähte aus AISI 347 verwendet, da Titan im Lichtbogen nicht gut durchtritt. Die Bearbeitung ist mittelschwer, und das Material neigt bei der Bearbeitung zur Aushärtung. Es besitzt gute Kalt- und Warmumformbarkeit. Hinsichtlich der Wärmebehandlung ist ein Glühen bei 950–1150 °C mit anschließender schneller Abkühlung erforderlich.

AISI 321 ist nach wie vor eine vielseitige und zuverlässige Option für anspruchsvolle Anwendungen, die hohe Temperaturstabilität und Korrosionsbeständigkeit erfordern. Seine Titanstabilisierung unterscheidet ihn von AISI 304-Sorten und macht ihn zur bevorzugten Wahl in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der chemischen Verarbeitung.

Kurz gesagt, AISI 321 ist ein stabilisierter austenitischer Edelstahl der 300er-Serie, der AISI 304 sehr ähnlich ist, jedoch mit Titan legiert ist, um seine Hochtemperatureigenschaften zu verbessern.

Die Merkmale, die AISI 321 so besonders machen, sind:

• Das wichtigste Merkmal von AISI 321 ist die Stabilisierung von Titan.
• Titan verbindet sich mit Kohlenstoff zu Titancarbiden.
• Dadurch wird die Ausfällung von Chromcarbid verhindert.

Folglich ist es beständig gegen interkristalline Korrosion, insbesondere nach dem Schweißen oder der Einwirkung hoher Temperaturen.

Die wichtigsten Merkmale sind folgende:

• Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.
• Sehr gute Hochtemperaturstabilität.
• Gute Schweißbarkeit
• Gute Oxidationsbeständigkeit bis ca. 870 Grad (intermittierend) und bis ca. 925 Grad (kontinuierlich).
• Im geglühten Zustand ist es nicht magnetisch.

Häufige Anwendungsgebiete sind:

• Flugzeugabgassysteme
• Wärmetauscher
• Dehnungsfugen
• Ofenteile
• Anlagen zur chemischen Aufbereitung
• Abgaskrümmer für Kraftfahrzeuge

Folglich wird AISI 321 bevorzugt, wenn neben der Korrosionsbeständigkeit von AISI 304 eine bessere Leistung bei hohen Temperaturen oder nach dem Schweißen erforderlich ist.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinem kompetenten und erfahrenen Team die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir Unternehmen auch Prüfdienstleistungen nach AISI 321 an.