Nerđajući čelik 316Ti (UNS S31635): Austenitni stepen stabilizovan titanijumom za rad na visokim temperaturama

316Ti popunjava prazninu između standarda 316, koji senzibilizira u zoni zavarenih spojeva pod utjecajem topline i u opsegu rada 425-815 stepeni, i skupih legura na bazi nikla. Titanijum ima jači afinitet prema ugljeniku od hroma, tako da je ugljenik zaključan u stabilne titanijum karbide i hrom ostaje u čvrstom rastvoru, čuvajući pasivni film na granicama zrna. Glavne oznake su UNS S31635, EN 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2), JIS SUS316Ti i GB 06Cr17Ni12Mo2Ti; oblici proizvoda su pokriveni ASTM A240 za ploče i lim, ASTM A312/A213 za cijevi i cijevi i ASTM A479 za šipke.

Hemijski sastav prema ASTM A240

Granice sastava za ploče, listove i trake UNS S31635 slijede ASTM A240.

Mehanička svojstva

Minimalna svojstva sobne temperature u žarenom stanju prema ASTM A240 su prikazana ispod.

Na povišenoj temperaturi 316Ti zadržava koristan dio svoje čvrstoće na sobnoj temperaturi: u rasponu od 650-900 stepeni njegovo ponašanje pri puzanju i naponu i lomljenju je superiornije u odnosu na standard 316, jer fini titanijum karbidi ograničavaju klizanje po granici zrna. EN 1.4571 se obično isporučuje sa nešto višom minimalnom otpornošću od ASTM razreda, što odražava tipičnu praksu mljevenja.

Otpornost na koroziju i stabilizacijsko ponašanje

316Ti odgovara otpornosti na hlorid i pitting 316 zahvaljujući svom 2-3% molibdena, tako da je otporan na koroziju u obliku pukotina u morskoj vodi, slanoj vodi i hemijskim rastvorima hlorida. Prednost stabilizacije pojavljuje se nakon termičkog izlaganja: 316Ti zavareni spoj ili komponenta zagrijana u opsegu osjetljivosti zadržava svoju međugranularnu otpornost na koroziju, jer se titanijum karbidi, a ne hrom karbidi, talože na granicama zrna. Ovo se u praksi potvrđuje testovima intergranularne korozije kao što je ASTM A262 Practice E test bakra-sulfata na senzibiliziranim uzorcima. U jako oksidirajućim kiselinama, stopa korozije titanijumom stabilizovanih klasa je neznatno viša od one kod 316L, ali za visokotemperaturnu upotrebu gde se koristi 316Ti ova razlika je zanemarljiva.

Zavarivanje, izrada i toplinska obrada

316Ti lako zavari GTAW, GMAW i SMAW. Koristite punilo stabilizirano titanijumom kao što je ER316Ti kako bi spoj zadržao istu stabilizaciju kao i osnovni metal; nestabilizirano punilo kao što je ER316L ponovo uvodi rizik od senzibilizacije u metalu šava. Žarenje nakon zavarivanja generalno nije potrebno, čak ni za debele preseke, jer titanijum sprečava stvaranje karbida tokom zavarivanja. Čišćenje ulja i oksida prije zavarivanja je važno jer titan lako oksidira. Raspon žarenja rastvora za 316Ti je oko 950-1100 stepeni nakon čega sledi brzo hlađenje; izbegavajte sporo hlađenje do 425-815 stepeni. Hladno oblikovanje očvršćava klasu brže od 316 u nekim oblicima proizvoda, tako da može biti potrebno srednje žarenje za ozbiljno duboko izvlačenje.

Prijave i selekcija

Tipične primjene su oprema za hemijsku obradu kao što su cijevi peći za krekiranje i posude za rukovanje kiselinama, izmjenjivači topline i generatori pare u elektranama, platforme na moru i morski izmjenjivači topline, digestori celuloze i papira i postrojenja za preradu hrane u kojima su prisutni vrući hloridi. Smjernice za odabir: odaberite 316Ti kada je dio zavaren i usluga kombinira toplinu s hloridima; izaberite standard 316 za blagu toplotu i koroziju ispod opsega osetljivosti; odaberite 316H gdje dominira suha čvrstoća na visokim temperaturama i korozija nije problem; i pređite na više legure kao što su 6% molibden superaustenit ili dupleks nerđajući čelici gde otpornost na točenje mora biti veća od one iz porodice 316.

Često postavljana pitanja

P1: Šta titanijum radi u 316Ti?A1: Titanijum vezuje ugljenik u titanijum karbide tako da se hrom ne iscrpljuje na granicama zrna tokom zavarivanja ili servisiranja na 425-815 stepeni. Ovo čuva pasivni film i sprečava intergranularnu koroziju, što je nedostatak senzibilizacije standarda 316.

P2: Koja je maksimalna radna temperatura 316Ti?A2: Kontinuirani servis se općenito navodi do oko 900 stupnjeva u oksidirajućoj atmosferi za lagano opterećene dijelove. Za nosivost iznad oko 550 stepeni, projektovanje za podatke o puzanju i naponu i lomljenju; iznad 900 stepeni izaberite višu legiranu otpornu na toplotu.

P3: Kako se 316Ti ponaša u hloridnim okruženjima?A3: Odgovara 316: 2-3% molibdena pruža dobru otpornost na koroziju udubljenja i pukotina u morskoj vodi i salamuri, a za razliku od 316, ova otpornost preživljava zavarivanje i izlaganje visokim temperaturama.

P4: Da li 316Ti treba termičku obradu nakon zavarivanja?A4: Ne. Stabilizacija sprečava taloženje hrom-karbida tokom zavarivanja, tako da nije potrebno žarenje rastvorom nakon zavarivanja za otpornost na koroziju u većini debljina. I dalje se preporučuje kiseljenje i pasivizacija zone vara.

P5: Koji dodatni metal treba koristiti za zavarivanje 316Ti?A5: punilo stabilizirano titanijumom kao što je ER316Ti po AWS A5.9. Upotreba ER316L je prihvatljiva u nekim kodovima, ali talog zavara tada nema stabilizaciju titana i može postati osjetljiv u teškim uvjetima.

P6: Kako se 316Ti poredi sa 316H?A6: 316H nosi 0,04-0,10% ugljika za veću čvrstoću na visokim temperaturama, ali nije stabiliziran, tako da može biti osjetljiv u zavarenom ili korozivnom radu. 316Ti je izbor gdje toplina i korozija djeluju zajedno; 316H odgovara suvim aplikacijama na visokim temperaturama kao što su delovi peći.