Titanom-stabilizirani nehrđajući čelik 316Ti: svojstva, standardi i primjene

316Ti je titanom -stabilizirana modifikacija tipa 316, standardizirana kao UNS S31635 u ASTM A240 i EN 1.4571 u europskim standardima. Odabire se svugdje gdje se austenitni čelik koji-nosi molibden mora zavarivati ​​ili raditi u temperaturnom rasponu gdje standard 316 postaje osjetljiv, bez troškova i vremena potrebnog za žarenje nakon-zavarivanja.

Princip je jednostavan: titan ima jači afinitet prema ugljiku nego krom. Tijekom zavarivanja ili servisnog zagrijavanja, titan se prvo spaja s ugljikom, tako da krom ostaje otopljen u matrici, a zaštitni oksidni sloj ostaje netaknut.

Kemijski sastav prema ASTM A240

Element	316Ti, UNS S31635 (tež.%)
Ugljik, maks	0.08
Krom	16.0–18.0
nikal	10.0–14.0
Molibden	2.0–3.0
Titanij	5 x (C + N) min do 0,70 maks
Dušik, max	0.10
Mangan, max	2.00
Silicij, maks	0.75
Fosfor, max	0.045
Sumpor, maks	0.030

Ograničenje titana napisano je kao višekratnik sadržaja ugljika i dušika: mora biti prisutno dovoljno titana da veže sav ugljik i dušik, ali ne toliko da grubi spojevi titana smanjuju rastezljivost. Za tipičan sadržaj ugljika od 0,05 posto, minimalni udio titana je oko 0,30 posto.

Mehanička svojstva, žareno

Vlasništvo	Vrijednost
Vlačna čvrstoća, min (MPa)	515
0,2% granica razvlačenja, min (MPa)	205
Istezanje u 50 mm, min (%)	40
Tvrdoća, max (HB)	217

Otpornost na osjetljivost i međukristalnu koroziju

Standard 316 postaje osjetljiv kada se drži u rasponu od oko 425 do 850 C: kromovi karbidi talože se na granicama zrna, a zone osiromašene -kromom prvenstveno korodiraju. To se događa u zoni -zahvaćene toplinom zavara i u servisnoj opremi koja radi u tom temperaturnom rasponu. U 316Ti, ugljik umjesto toga troše titan karbidi, tako da granice zrna zadržavaju sadržaj kroma. Iz tog razloga, 316Ti zavareni spojevi zadržavaju otpornost na koroziju bez-žarenja nakon zavarivanja, što je odlučujuća prednost u pogledu troškova i rasporeda u-kemijskim postrojenjima i energetskoj opremi postavljenoj na terenu.

Ponašanje pri visokim-temperaturama

Iznad oko 600 C, 316Ti zadržava veći dio svoje granice tečenja na sobnoj-temperaturi nego nestabilizirani 316, jer fini titan karbidi pričvršćuju mikrostrukturu i usporavaju puzanje. To ga čini praktičnim izborom za unutarnje dijelove peći, ispušne sustave, opremu kotla i komponente izmjenjivača-topline koji rade u rasponu od 600-800 C, gdje bi 316 osjetno omekšao. Za održivi dizajn na ovim temperaturama, dopušteno naprezanje ipak treba uzeti iz primjenjivih kodnih tablica za EN 1.4571 ili UNS S31635.

Standardni ekvivalenti i oblici

316Ti je označen UNS S31635 u ASTM A240 za ploče, limove i trake, i EN 1.4571 s nazivom čelika X6CrNiMoTi17-12-2 u EN 10088-2 za lim i traku i EN 10088-3 za šipke. Japanska oznaka SUS316Ti pokrivena je JIS G4304 za ploče i JIS G4303 za šipke. Sve oznake opisuju isti austenitni čelik koji sadrži molibden stabiliziran titanom, a regionalni ekvivalenti pojednostavljuju lokalnu certifikaciju i nabavu.

Tipične primjene uključuju zavarene cjevovode i posude za kemijske procese gdje se zavar ne može žariti; brodski hardver i gornja oprema za pučinu; izmjenjivači topline i kondenzatori u elektranama; farmaceutski i biotehnološki reaktori; oprema za preradu hrane s agresivnim ciklusima čišćenja; i visoko{0}}komponente peći i ispušnih plinova.

FAQ

Zašto je 316Ti otporniji na koroziju od 316 nakon zavarivanja?

Titan veže ugljik prije kroma, tako da se zone-osiromašene kromom koje uzrokuju interkristalnu koroziju nikada ne stvaraju. Granice zrna zadržavaju svoj krom, a pasivni film ostaje netaknut.

Kako se kontrolira sadržaj titana?

ASTM A240 zahtijeva titan između 5 x (C + N) najmanje i 0,70 posto maksimalno. Premalo titana ostavlja ugljik nevezanim; previše stvara krte spojeve titana i smanjuje duktilnost.

Treba li 316Ti naknadno{1}}žarenje?

Ne. Ovo je glavni razlog za odabir. Stabilizacija sprječava osjetljivost u zoni-zahvaćene toplinom zavara, tako da zavareni sklop može izravno krenuti u rad.

Je li 316Ti prikladan za pomorske usluge?

Da, unutar istih granica kao i 316: 2-3 posto molibdena otporno je na stvaranje rupa u morskoj vodi, a stabilizacija održava kvalitetu zavara. Za ozbiljno kontinuirano uranjanje, razmislite o duplex ili super-austenitnim stupnjevima.

Koja je razlika između 316Ti i 321?

321, UNS S32100, je titanom-stabilizirana verzija 304 i ne sadrži molibden. 316Ti dodaje molibden 316, dajući bolju otpornost na udubljenja i pukotine u kloridima plus istu stabilizacijsku prednost.

Može li 316Ti zamijeniti 316L?

Za zavarene konstrukcije u rasponu osjetljivosti, 316Ti je često bolji izbor od 316L kada se zavaruju debeli dijelovi ili kada je žarenje nakon -zavarivanja nepraktično. Tamo gdje su maksimalna zavarljivost i najmanji sadržaj ugljika prioritet, 316L ostaje standard.