Титанова-стабилизирана неръждаема стомана 316Ti: Свойства, стандарти и приложения

316Ti е титанова-стабилизирана модификация на тип 316, стандартизирана като UNS S31635 в ASTM A240 и EN 1.4571 в европейските стандарти. Избира се навсякъде, където аустенитна стомана, носеща молибден-, трябва да се заварява или работи в температурен диапазон, където стандарт 316 става чувствителен, без разходите и времето за отгряване след-заваряване.

Принципът е прост: титанът има по-силен афинитет към въглерода от хрома. По време на заваряване или сервизно нагряване титанът първо се свързва с въглерода, така че хромът остава разтворен в матрицата и защитният оксиден слой остава непокътнат.

Химичен състав по ASTM A240

елемент	316Ti, UNS S31635 (тегл.%)
Карбон, макс	0.08
хром	16.0–18.0
никел	10.0–14.0
Молибден	2.0–3.0
Титан	5 x (C + N) min до 0,70 макс
Азот, макс	0.10
Манган, макс	2.00
Силиций, макс	0.75
Фосфор, макс	0.045
Сяра, макс	0.030

Ограничението за титан се записва като кратно на съдържанието на въглерод плюс азот: трябва да присъства достатъчно титан, за да свърже целия въглерод и азот, но не толкова, че грубите титанови съединения да намалят пластичността. За типично въглеродно съдържание от 0,05 процента, минималното съдържание на титан е около 0,30 процента.

Механични свойства, отгрят

Собственост	Стойност
Якост на опън, min (MPa)	515
0,2% граница на провлачване, min (MPa)	205
Удължение при 50 mm, min (%)	40
Твърдост, макс. (HB)	217

Устойчивост на сенсибилизация и междукристална корозия

Стандарт 316 става сенсибилизиран, когато се държи в диапазона от около 425 до 850 C: хромните карбиди се утаяват по границите на зърната и зоните с изчерпване на хром-корозират предимно. Това се случва в топлинно-засегнатата зона на заваръчните шевове и в сервизното оборудване, което работи в този температурен прозорец. В 316Ti въглеродът се консумира от титаниеви карбиди вместо това, така че границите на зърната запазват съдържанието си на хром. Поради тази причина 316Ti заваръчните шевове запазват устойчивост на корозия без-отгряване след заваряване, което е решаващо предимство при разходите и графика в -монтирани на място химически заводи и енергийно оборудване.

Поведение при високи-температури

Над около 600 C, 316Ti запазва по-голяма част от своята граница на провлачане при стайна-температура, отколкото нестабилизирания 316, тъй като фините титаниеви карбиди закрепват микроструктурата и бавно пълзят. Това го прави практичен избор за вътрешността на пещта, изпускателната система, облицовката на котела и компонентите на топлообменника, работещи в диапазона 600-800 C, където 316 ще омекне забележимо. За устойчиво проектиране при тези температури, допустимото напрежение трябва да се вземе от приложимите кодови таблици за EN 1.4571 или UNS S31635.

Стандартни еквиваленти и формуляри

316Ti е обозначен с UNS S31635 в ASTM A240 за плочи, листове и ленти и EN 1.4571 с името на стоманата X6CrNiMoTi17-12-2 в EN 10088-2 за листове и ленти и EN 10088-3 за пръти. Японското обозначение SUS316Ti се покрива от JIS G4304 за плочи и JIS G4303 за пръти. Всички обозначения описват една и съща аустенитна стомана, стабилизирана с титан и молибден, а регионалните еквиваленти опростяват местното сертифициране и снабдяване.

Типичните приложения включват заварени тръбопроводи за химически процеси и съдове, където заваръчният шев не може да бъде закален; морски хардуер и офшорно горно оборудване; топлообменници и кондензатори в електроцентрали; фармацевтични и биотехнологични реактори; оборудване за обработка на храни с агресивни цикли на почистване; и компоненти за-високотемпературна пещ и отработени газове.

ЧЗВ

Защо 316Ti е по-устойчив на корозия от 316 след заваряване?

Титанът свързва въглерода преди хрома, така че зоните-изчерпани на хром, които причиняват междукристална корозия, никога не се образуват. Границите на зърната запазват своя хром и пасивният филм остава непокътнат.

Как се контролира съдържанието на титан?

ASTM A240 изисква титан между 5 x (C + N) минимум и 0,70 процента максимум. Твърде малко титан оставя въглерода несвързан; твърде много образува крехки титанови съединения и понижава пластичността.

316Ti има ли нужда от-отгряване след заваряване?

Не. Това е основната причина за избора му. Стабилизирането предотвратява сенсибилизацията в засегнатата от топлина-заварена зона, така че завареният възел може да влезе в експлоатация директно.

Подходящ ли е 316Ti за морска служба?

Да, в същите граници като 316: 2-3 процента молибден се съпротивлява на образуването на дупки в морската вода, а стабилизацията запазва здравината на заваръчните шевове. За силно продължително потапяне помислете за дуплексни или супер-аустенитни степени.

Каква е разликата между 316Ti и 321?

321, UNS S32100, е титанова-стабилизирана версия на 304 и не съдържа молибден. 316Ti добавя молибден от 316, осигурявайки по-добра устойчивост на хлътване и пукнатини в хлоридите плюс същото стабилизиращо предимство.

Може ли 316Ti да замени 316L?

За заварени конструкции в обхвата на чувствителност 316Ti често е по-добър избор от 316L при заваряване на дебели профили или когато отгряването след -заваряване е непрактично. Когато максималната заваряемост и най-ниският въглерод са приоритет, 316L остава стандартът.