316Ti vs 316L: oțel inoxidabil austenitic stabilizat față de -carbon scăzut pentru structuri sudate

316L este valoarea implicită corectă pentru majoritatea fabricării sudate la temperaturi ambientale și moderate, deoarece conținutul său ultra-de carbon (0,030% max) previne deja sensibilizarea în timpul sudării standard cu o singură trecere- și cu mai multe treceri.316Ti (UNS S31635)își câștigă locul numai în condiții susținute cu temperatură ridicată (-aproximativ 425-815 grade / 800-1500 grade F), cum ar fi sistemele de evacuare, cazanele și unele coduri europene pentru recipiente sub presiune, unde stabilizarea sa cu titan rezistă la precipitații cu carburi mai bine decât la expunerea îndelungată la temperaturi scăzute de carbon.

Ce sunt oțelul inoxidabil 316Ti și 316L?

316Ti (UNS S31635) este o versiune stabilizată cu titan-a oțelului inoxidabil de tip 316, în timp ce 316L (UNS S31603) este versiunea cu carbon ultra-scăzut{- a aceluiași aliaj de bază - ambele există pentru a rezolva aceeași problemă, dar coroziune prin două rute metalurgice intergranulare diferite.

Tip standardotel inoxidabil 316este predispus la sensibilizare: în timpul sudării, metalul din apropierea sudurii (zona-afectată de căldură sau HAZ) se răcește lent în intervalul 425-815 grade (800-1500 grade F), permițând cromului să se combine cu carbonul și să precipite sub formă de carburi de crom la granițele granulelor.

Acest lucru epuizează local cromul, lăsând granulele-regiunile de limită vulnerabile la coroziunea intergranulară. 316L rezolvă acest lucru prin simpla îndepărtare a majorității carbonului, astfel încât să rămână puțin de precipitat. 316Ti îl rezolvă diferit: adaugă titan, care se leagă de preferință cu carbonul pentru a forma stratul de titan, menținând chiar și stratul pasiv de crom liber, menținând stratul pasiv de crom. niveluri (mai mari) de carbon sunt încă prezente.

Surse: Specificații standard ASTM A240/A240M, ASTM A312/A312M, ASTM A276/A276M.

Cum se compară 316Ti și 316L în compoziția chimică?

316Ti și 316L împărtășesc intervale aproape identice de crom, nichel și molibden; diferența definitorie este că 316Ti permite mai mult decât dublul carbonului 316L, deoarece adăugarea sa de titan, nu conținut scăzut de carbon, este ceea ce controlează sensibilizarea.

Sursa: cerințe de compoziție ASTM A240/A240M pentru UNS S31635 și UNS S31603.

Minimul de titan nu este un procent plat; este legat direct de conținutul de carbon și azot pe care îl conține efectiv căldura, exprimat ca raport de stabilizare.

Ce este raportul de stabilizare Ti și de ce controlează rezistența IGC?

Cerința de stabilizare ASTM A240 pentru 316Ti este Ti Mai mare sau egală cu 5 x (%C + %N), ceea ce garantează că este prezent suficient titan pentru a se lega cu fiecare atom de carbon și azot disponibil înainte ca cromul să poată - acest raport, nu procentul de titan brut, este ceea ce determină dacă o anumită căldură este stabilizată corespunzător.

În practică, aceasta înseamnă că un certificat de fabrică pentru 316Ti ar trebui verificat în raport cu conținutul real de carbon și azot al acelei călduri specifice, nu doar față de plafonul maxim de titan de 0,70%. O căldură cu carbon spre maxim 0,08% necesită proporțional mai mult titan pentru a rămâne complet stabilizat decât o căldură cu carbon aproape de 0,03%. EETA furnizează 316Ti rapoarte de testare complete (MTR), astfel încât raportul de stabilizare să poată fi verificat prin căldură.

Cum rezistă 316Ti și 316L la sensibilizare la temperaturi diferite?

316L rezistă la sensibilizare în mod adecvat în intervalul de temperatură prin care trece cea mai mare parte a sudării structurale și de proces, dar 316Ti menține acea rezistență la o expunere mult mai lungă la temperaturi ridicate, motiv pentru care este specificat pentru serviciul continuu la temperatură ridicată, mai degrabă decât pentru sudare.

Comportamentul de sensibilizare descris aici urmează mecanismul stabilit de precipitare cu-carbură de crom (metode de testare ASTM A262) aplicat la clasele austenitice stabilizate versus gradele de-carbură scăzută.

Ce metal de umplutură de sudură ar trebui să fie folosit pentru 316Ti și 316L?

Ambele suduri 316Ti și 316L sunt aproape întotdeauna realizate cu metal de umplutură ER316L sau E316L, deoarece titanul nu se poate transfera în mod fiabil printr-un arc de sudare - ceea ce înseamnă că beneficiul de stabilizare al lui 316Ti protejează metalul de bază și zona afectată-de căldură, dar depozitul de sudură se bazează de obicei pe o sudură cu conținut scăzut de carbon.

Acesta este un punct adesea trecut cu vederea în selecția materialului. Titanul se oxidează în mod preferențial și se pierde în mare parte prin zgură și stropire atunci când este transferat printr-un arc de sudură, așa că un metal de umplutură cu titan-potrivit nu este o practică comercială standard. Implicații practice:

Specificați material de umplutură ER316L (GTAW/GMAW) sau E316L-16/17 (SMAW) atât pentru metalul de bază 316Ti, cât și pentru 316L, cu excepția cazului în care o specificație de proiect necesită o umplutură stabilizată potrivită dintr-un motiv specific

Deoarece metalul de sudură este efectiv cu conținut scăzut de-carbon, indiferent de calitatea-metalului de bază, performanța la coroziune a depozitului de sudură în sine este guvernată de chimia de tip 316L-în ambele cazuri

Avantajul de stabilizare al lui 316Ti se realizează în metalul de bază neafectat și în HAZ exterioară, unde echilibrul original de titan-carbon este păstrat

Curățarea post-sudură (decaparea și pasivarea conform ASTM A967) rămâne necesară pentru ambele tipuri pentru a elimina nuanța termică și a restabili stratul pasiv la sudare

Cum se compară proprietățile mecanice ale 316Ti și 316L?

316Ti are o curgere minimă și o rezistență la tracțiune modest mai mari decât 316L în stare recoaptă și își păstrează rezistența mai bine la temperatură susținută ridicată, în timp ce ambele grade au aceeași alungire minimă.

Sursa: ASTM A240/A240M cerințele minime de proprietate mecanică pentru UNS S31635 și UNS S31603, temperatura camerei, stare recoaptă.

Diferă 316Ti și 316L în ceea ce privește rezistența generală la coroziune la gropi și la coroziune?

Niciun - 316Ti și 316L nu au, în esență, aceeași rezistență generală la coroziune la gropi și la coroziune, deoarece titanul nu este un termen în formula PREN și ambele tipuri au aceleași intervale de crom, molibden și azot; întreaga distincție dintre ele este rezistența la coroziune intergranulară după sudare sau expunerea la căldură, nu rezistența la pitting clorură.

Ce industrii și aplicații favorizează fiecare clasă?

316L domină lucrările generale de fabricare sudată, alimentară, farmaceutică și arhitecturală la temperaturi ambientale și moderate, în timp ce 316Ti este specificat în principal pentru echipamente cu temperatură ridicată susținută și în regiuni sau coduri cu o preferință istorică pentru gradele stabilizate.

Cum se compară costul și disponibilitatea între 316Ti și 316L?

316Ti are, de obicei, doar o majoră de cost modestă peste 316L, de obicei în intervalul de aproximativ 5 până la 15 la sută, dar disponibilitatea sa practică este mult mai inegală la nivel regional - 316L este stocat în esență peste tot, în timp ce 316Ti este mai comun în Europa și poate avea termene de livrare mai lungi sau minime{{6}de comenzi în altă parte.

Factorul de cost al aliajului: titanul este un adaos de stabilizare a costurilor-comparativ scăzute, astfel încât prima-materia primă pentru 316Ti peste 316L este mult mai mică decât, de exemplu, prima a unui grad super{-austenitic de molibden 6% peste 316L.

Stocare regională: 316Ti a fost în mod tradițional mai comun pe piața europeană (reflectând istoria sa lungă în specificațiile DIN/EN), în timp ce 316L este inoxidabilul implicit stocat în majoritatea lanțurilor de aprovizionare din America de Nord și Asia.

Timp de livrare: specificarea 316Ti în afara regiunilor sale principale de stocare poate însemna-timpii de livrare a comenzii, mai degrabă decât-livrarea în stoc - să confirme disponibilitatea înainte de a-i angaja un program

Tendință de înlocuire: deoarece gradele L-moderne acoperă majoritatea condițiilor de funcționare care odată necesitau stabilizare, multe specificații s-au mutat în mod implicit către 316L, rezervând 316Ti pentru cazurile specifice de temperatură-înălțată în care este încă clar justificat.

Când ar trebui să alegi 316Ti peste 316L?

Alegeți 316Ti atunci când componenta va avea un serviciu susținut în intervalul de sensibilizare de 425-815 grade, când un cod de guvernare sau o specificație a clientului necesită o calitate stabilă sau când se potrivește un sistem 316Ti existent; alegeți 316L pentru, în esență, orice altceva, inclusiv fabricarea sudate standard ambientale și la temperatură moderată.

• Componenta funcționează continuu sau repetat în intervalul 425-815 grade (800-1500 grade F) → 316Ti
• Codul de proiectare care guvernează, specificațiile clientului sau standardul de instalație existent necesită o calitate stabilizată → 316Ti
• Înlocuirea sau extinderea unui sistem 316Ti existent (eșapament, boiler, schimbător de căldură) → 316Ti, pentru consistența materialului
• Structuri, rezervoare și conducte sudate la temperatură ambientală standard-la-moderată- 316L
• Aplicație alimentară, farmaceutică sau arhitecturală fără expunere la temperatură{0} ridicată → 316 L
• Programul proiectului depinde de disponibilitatea ex-de stoc în America de Nord sau Asia → 316L, cu excepția cazului în care timpul de livrare 316Ti este confirmat acceptabil

Dacă problema care provoacă problema este coroziunea clorurii sau a apei de mare, mai degrabă decât sensibilizarea la{0}}temperatură ridicată, niciunul dintre clasele nu este punctul de pornire potrivit -, un grad mai ridicat-PREN, cum ar fi 254SMO sau un oțel inoxidabil duplex, nu ar trebui evaluat.

Întrebări frecvente

Î: Este 316Ti mai puternic decât 316L?

R: Da, modest. 316Ti are o limită de curgere minimă de 205 MPa față de 170 MPa pentru 316L și o rezistență minimă la tracțiune de 515 MPa față de 485 MPa, conform ASTM A240. Ambele au aceeași alungire minimă de 40%.

Î: Pot suda 316Ti cu un metal de umplutură-titan pentru a se potrivi exact cu metalul de bază?

R: În practica comercială standard, nu. Titanul se oxidează în mod preferenţial și nu se transferă în mod fiabil printr-un arc de sudare, astfel încât materialul de umplutură ER316L sau E316L este utilizat atât pentru sudurile 316Ti, cât și pentru 316L. Depozitul de sudură în sine este, prin urmare, guvernat de chimie cu conținut scăzut de-carbon, indiferent de metalul de bază care este îmbinat.

Î: Este 316Ti la fel cu oțelul inoxidabil 321?

R: Nu. Ambele sunt grade austenitice stabilizate, dar 321 este stabilizat cu niobiu-fără și se bazează pe familia 18Cr{-8Ni (tip 304) fără molibden, în timp ce 316Ti se bazează pe familia de tip 316 cu molibden și are, prin urmare, o familie de stabilizare de tip 316 cu coroziune mai bună cu titan. rezistență de 321 datorită conținutului său de molibden.

Î: 316L are nevoie vreodată de un grad stabilizat?

R: Da, în special pentru serviciul susținut cu temperatură ridicată-în intervalul de sensibilizare de 425-815 de grade sau în cazul în care un cod de reglementare sau o specificație necesită un grad stabilizat. Pentru fabricarea sudate standard de mediu și la temperatură moderată, carbonul scăzut al 316L este în mod normal suficient de unul singur.

Î: Sunt 316Ti și 316L interschimbabile pentru serviciul cu apă de mare sau clorură?

R: În mod efectiv, da, deoarece titanul nu îmbunătățește rezistența la coroziune la sâmburi sau la crăpături - ambele clase au în esență același PREN. Nici pentru expunerea agresivă la clorură sau la apa de mare nu este alegerea preferată; un grad mai ridicat de-molibden, cum ar fi 254SMO, este calea de upgrade adecvată pentru serviciul respectiv.