321 钛稳定化奥氏体不锈钢(S32100) 实拍图
特种不锈钢

321 钛稳定化奥氏体不锈钢(S32100)

UNS S32100 / 06Cr18Ni11Ti

321 是在 304 基础上加钛的稳定化奥氏体不锈钢。钛优先与碳、氮结合,阻止铬碳化物在晶界析出,因此焊接接头的抗晶间腐蚀能力优于 304,同时具备良好的中高温抗氧化性能。长期服役温度一般不超过 400 ℃,短时可用到 700–800 ℃。宝昭实业按 ASTM 与国标双体系供货。

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直接回答

321 是在 304 基础上加钛的稳定化奥氏体不锈钢。钛优先与碳、氮结合,阻止铬碳化物在晶界析出,因此焊接接头的抗晶间腐蚀能力优于 304,同时具备良好的中高温抗氧化性能。长期服役温度一般不超过 400 ℃,短时可用到 700–800 ℃。宝昭实业按 ASTM 与国标双体系供货。

牌号对照
UNS S32100 / 06Cr18Ni11Ti
核心成分
Ni 9.00–12.00、Cr 17.00–19.00、Ti 5×(C+N) 最低–≤0.70、C ≤0.08
力学性能
Rm ≥515 MPa(典型 515–620 MPa)
执行标准
GB/T 20878 / ASTM A240
交货形态
圆棒 / 棒材、板材 / 钢带、无缝管等
典型应用
汽车排气

牌号对照与材料概述

321 的成分设计与 304 同源:铬 17%–19% 形成钝化膜提供耐蚀性,镍 9%–12% 稳定奥氏体并保证韧性,差别在于加入了钛,标准要求钛含量不低于 5 倍碳氮(约 0.70% 上限)。钛的化学活性高于铬,会优先与碳、氮结合,从而切断铬碳化物与氮化铬在晶界的析出路径。结果是材料在 450–850 ℃ 敏化区间的耐晶间腐蚀能力显著优于未稳定化的 304,并提高了高温下的组织稳定性。固溶退火后为单一奥氏体组织,不可热处理强化。

321 与 304 的关系类似 316L 与 316:属于同一耐蚀等级,但用稳定化元素换取焊接与中高温适应性。与 347 相比两者性能接近,347 用铌稳定化、在更高温度下更稳定,321 的成本略低;与 316Ti 相比,316Ti 多了钼,耐蚀等级更高。选型要点是看服役温度与焊接量:常温薄壁焊接件选 304L 就够,300–400 ℃ 且焊接多的场合 321 更稳妥。

化学成分(GB/T 20878 / ASTM A240)

元素含量规格 %
C≤0.08
Si≤1.00
Mn≤2.00
P≤0.045
S≤0.030
Cr17.00–19.00
Ni9.00–12.00
Ti5×(C+N) 最低–≤0.70

物理性能

物理性能数值
密度7.93 g/cm³
熔化区间约 1390–1420 ℃
弹性模量193 GPa(20 ℃)
线膨胀系数17.3×10⁻⁶/K(20–100 ℃)
热导率16.2 W/(m·K)(100 ℃)
磁性固溶态无磁,冷加工后呈弱磁性

力学性能(固溶退火态(ASTM A240 板材 / A276 棒材))

力学性能标准最小值典型值
抗拉强度 Rm≥515 MPa515–620 MPa
屈服强度 Rp0.2≥205 MPa205–290 MPa
延伸率 A≥40 %40–60 %
硬度≤217 HB140–185 HB

高温力学性能(典型值)

温度抗拉强度 Rm屈服强度 Rp0.2
20 ℃约 520 MPa约 220 MPa
400 ℃约 480 MPa约 190 MPa
600 ℃约 420 MPa约 170 MPa
800 ℃约 220 MPa约 95 MPa

以上为典型值,交付以实际材质证明书(EN 10204 3.1 MTC)为准。

供货形态与规格

供货形态规格范围状态
圆棒 / 棒材Φ6–300 mm,热轧、锻制或冷拉固溶退火 / 冷拉
板材 / 钢带δ0.5–80 mm,宽 ≤2000 mm固溶退火,2B / BA / No.4 表面
无缝管Φ10–219 mm,壁厚 1.0–20 mm固溶退火
焊管Φ15–121 mm,按 ASTM A790固溶退火 + 酸洗
锻件 / 法兰 / 管件按图定制固溶退火
丝材 / 焊丝Φ0.8–12 mm,ER321固溶退火

支持按图纸机加工与定制交付;非标规格与批量需求请直接询价。

参考标准明细

产品形态ASTMASME其他对应标准
板 / 带A240 / A480SA-240GB/T 24511、GB/T 3280、GB/T 4237
棒材 / 型材A276 / A484SA-276GB/T 1220
无缝管A312 / A313SA-312GB/T 14976、GB/T 13296
焊管A790 / A554SA-790GB/T 12771
锻件 / 法兰A182 / A564SA-182NB/T 47010
管件A403SA-403GB/T 12459
焊材A5.9(ER321)—GB/T 8110

按标准逐项检验:化学成分、力学性能、晶间腐蚀、水压试验、超声波/涡流探伤、尺寸与表面。

热处理与焊接

321 的标准交货状态为固溶退火,加热至 1010–1120 ℃(常用 1040–1080 ℃)后快冷,使碳化物溶解并恢复单相奥氏体与耐蚀性。焊接件或需要在敏化温度区间长期运行的部件,可安排稳定化处理:加热至 850–900 ℃ 保温后快冷,让钛充分与碳氮结合,把敏化风险降到最低。固溶温度过高或停留过久会导致晶粒粗大、韧性下降,冷却必须充分快。

321 焊接性良好,推荐配 ER321 含钛焊材,使焊缝的稳定化元素与母材匹配;若用普通 308 焊材,焊缝会失去抗敏化能力,在高温工况下成为薄弱环节。焊接前清理坡口与铁锈,层间温度控制在 150 ℃ 以下,采用窄焊道、小热输入,避免热输入过大导致钛与碳氮结合不足以及热影响区晶粒粗大。

采购要点

321 最容易被 304 顶替,因为两者外观、磁性和常规成分几乎一致,只有钛一项不同。验收要点:一是用 XRF 光谱确认钛的存在并核对钛含量不低于 5 倍碳氮;二是核对材质证明书的 UNS 编号 S32100 与国标牌号 06Cr18Ni11Ti;三是确认焊材为 ER321;四是核对规格尺寸与实测重量;五是合同写明「不接受以 304、304L 替代」,并要求提供钛含量数据。

选型问答

321 常见提问的直接回答

321 是什么材料?主要成分和性能特点是什么?

321 的成分设计与 304 同源:铬 17%–19% 形成钝化膜提供耐蚀性,镍 9%–12% 稳定奥氏体并保证韧性,差别在于加入了钛,标准要求钛含量不低于 5 倍碳氮(约 0.70% 上限)。

321 怎么选?与 13-4PH 沉淀硬化马氏体不锈钢 的区别在哪里?

国标为 GB/T 20878 中的 06Cr18Ni11Ti(旧牌号 0Cr18Ni10Ti),美标 UNS S32100(ASTM A240/A276/A312),德欧标 W.Nr 1.4541(X6CrNiTi18-10),日标 SUS321。采购时应同时写明牌号与标准版本,Ti 的具体下限按所引标准原文核对。

321 价格多少?多久交货?能否定制?

321 不设公开挂牌价,按牌号、规格(直径/壁厚/厚度)、数量与交货状态报价,镍价与批量是主要价格变量;常规规格圆棒与无缝管备有坯料,通常 7–20 天交货;非常规规格、板材与锻件按熔炼排产约 25–45 天,最小起订量按形态协商。支持按图纸机加工与 OEM 定制,常规规格现货、特殊规格排产。

国内有哪些厂家在生产 321?怎么选供应商?

国内特种不锈钢的供给集中在几个产业带:东北(辽宁抚顺、鞍山一带的特钢与锻件基地)、华北(京津冀特钢与航空材料体系)、华东(上海及江苏无锡/常州/苏州、浙江的熔炼锻轧与无缝管集群)、西部(陕西宝鸡的钛与高温合金、四川冶金基地、甘肃金昌的镍资源)。像 321 这类牌号,既有钢厂直供,也有具备真空感应熔炼(VIM)、电渣(ESR)或真空自耗(VAR)重熔能力与完整检验体系的专业供应商。选择供应商时建议核对四点:① 材质证明书炉批号可追溯;② 有成分、超声波探伤、力学复验能力;③ 能按 GB/T 20878 / ASTM A240 等对应标准供货并可接受第三方检测;④ 同规格有可查的既往供货业绩。宝昭实业位于上海市松江区,常年供应 321 棒材、板材、无缝管、锻件等形态,欢迎按上述要点对样验厂。

321 的密度是多少?执行什么标准?

321 的密度约为 7.93 g/cm³(详见本页物理参数表)。执行标准主要为 GB/T 20878 / ASTM A240,并对应相应的 ASTM/ASME/AMS 标准;密度、熔化区间、弹性模量与线膨胀系数等物理参数在不同文献口径下略有出入,交付时以炉号材质证明书实测值为准。需要钢板、锻件、无缝管等不同形态时,物理参数基本一致,力学指标随形态与热处理状态变化,可参考本页力学性能表。

FAQ

321 常见问题

321 和 304 到底差在哪?+
差别是钛。321 在 304 的铬镍基础上加钛,钛优先与碳、氮结合,阻断晶界铬碳化物析出,因此抗晶间腐蚀能力明显优于 304,焊接后不必固溶处理,600–800 ℃ 的抗氧化性也比 304 好。代价是含钼量仍为零,抗点蚀与 316L 有本质差距,且成本略高。
321 对应哪些国标与国外牌号?+
国标为 GB/T 20878 中的 06Cr18Ni11Ti(旧牌号 0Cr18Ni10Ti),美标 UNS S32100(ASTM A240/A276/A312),德欧标 W.Nr 1.4541(X6CrNiTi18-10),日标 SUS321。采购时应同时写明牌号与标准版本,Ti 的具体下限按所引标准原文核对。
321 的使用温度上限是多少?+
作为耐蚀结构件长期服役温度一般不超过 400 ℃;在 500–800 ℃ 的氧化性气氛中短期或低应力使用是它的强项,氧化皮生长慢、剥落少。若需要 800 ℃ 以上的长期承力或蠕变工况,应改用 347、310S、253MA 等耐热牌号,许用温度与许用应力以设计规范为准。
321 与 316Ti、347 该怎么选?+
三者是同一技术路线下的不同分支:321 用钛稳定化、成本较低,适合 300–600 ℃ 的焊接件;347 用铌稳定化,高温组织稳定性更好,适合更高温度的排气与热工部件;316Ti 在含钼体系上做稳定化,同时具备焊接耐蚀与高温能力,耐蚀等级最高。按介质腐蚀性与服役温度两个维度选,不要只看稳定化元素。
321 的交货状态怎么区分?+
板材与管材标准状态为固溶退火(热轧酸洗),冷轧为 2B 或 BA 表面;棒材分热轧与冷拉。321 的价值体现在焊接后状态,因此订货时最好把「焊后是否需要稳定化处理、由谁执行」写进技术条件,否则容易出现焊后自行处置、各厂做法不一致的问题,导致同牌号不同批次表现差异。
321 的供货规格与交期?+
常规备货 Φ6–300 mm 圆棒、δ0.5–80 mm 板材与钢带、Φ10–219 mm 无缝管、Φ15–121 mm 焊管,可按图定制锻件、法兰、管件与丝材。常规规格交期约 7–20 天;特殊规格与定制件约 25–45 天,含钛牌号熔炼与加工窗口偏窄,排产需留余量。
321 到货需要哪些质量证明与检验?+
每炉批提供 EN 10204 3.1 材质证明书,载明炉号、UNS 编号、含钛在内的全元素成分、力学性能与热处理记录;管材附水压与超声或涡流探伤报告。可按合同追加 ASTM A262 或 GB/T 4334 晶间腐蚀试验、ASTM G48 点蚀试验,并接受第三方复验与见证取样,高温工况建议加做稳定化后的金相与晶间腐蚀复验。
怎么防止 321 被 304 顶替?+
因为只差钛,肉眼与磁铁都无效,必须落到数据上:一是要求材质证明书明确给出钛含量与 UNS 编号;二是到货抽三点做 XRF,确认钛的存在并复核铬镍;三是核对焊材是否为 ER321;四是合同写明不接受 304/304L 替代,并约定不合格退换责任,从合同层把替代料的空间堵死。
321 的价格怎么算,怎么下单?+
321 与 304 属同一成本区间,钛带来的增量有限,价格主体仍随镍铬价波动;规格、表面等级、探伤与见证要求、批量与交期构成附加价差。下单请一次提供牌号、执行标准、形态、规格尺寸、数量、表面与交货状态、交货地与交期,宝昭当日报价并给出交期与付款条件。

同类牌号参数速览对比

本表为同类牌号关键参数对照,便于横向比较;数值取自对应国家/行业标准公开值,交付以炉号材质证明书为准。

牌号UNS / 编号核心成分 %力学性能交货形态典型应用
321UNS S32100 / 06Cr18Ni11TiNi 9.00–12.00、Cr 17.00–19.00、Ti 5×(C+N) 最低–≤0.70Rm ≥515 MPa(典型 515–620 MPa)圆棒 / 棒材、板材 / 钢带、无缝管等汽车排气
13-4PHUNS S41500 / 06Cr13Ni4MoNi 3.50–5.00、Cr 11.50–13.50、Mo 0.40–1.00Rm 以标准/材质证明书为准(典型 约 750–1000 MPa)圆棒 / 棒材、板材 / 钢带、锻件 / 轴类 / 叶片等水轮机
15-5PHUNS S15500 / 05Cr15Ni5Cu4NbNi 3.50–5.50、Cr 14.00–15.50、Cu 2.50–4.50Rm ≥1310 MPa(典型 1310–1450 MPa)圆棒 / 棒材、板材 / 钢带、无缝管等航空航天
17-4PHUNS S17400 / 05Cr17Ni4Cu4NbNi 3.00–5.00、Cr 15.00–17.50、Nb 0.15–0.45Rm ≥1310 MPa(典型 1310–1450 MPa)圆棒 / 棒材、板材 / 钢带、无缝管等航空航天
2101UNS S32101 / EN 1.4162Ni 1.35–1.70、Cr 21.00–22.00、Mo 0.10–0.80Rm ≥700 MPa(典型 700–830 MPa)圆棒 / 棒材、板材 / 钢带、无缝管等桥梁与结构

数据来源:GB/T 20878 / ASTM A240。

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数据来源与更新说明

321 钛稳定化奥氏体不锈钢(S32100) 用在什么场景

该牌号常见于汽车排气、化工与石化、压力容器等场景的关键部件。可按棒材、板材、无缝管、锻件等形态组织供货,价格按牌号、规格、数量与交货状态核算,如有需要可随货提供符合 EN 10204 3.1 标准的材质证明书。

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