מָבוֹא
פלדת אל-חלד 316Ti היא פלדת אל-חלד אוסטניטית מיוצבת-מטיטניום. סגסוגת זו מוסיפה טיטניום כדי לתת מענה למגבלות ספציפיות תוך שמירה על עמידות בפני קורוזיה מעולה ותכונות מכניות שיוצרות את סדרת 316.
הטיטניום משפר את עמידות החומר בפני קורוזיה בין-גרגירית, במיוחד בסביבות-טמפרטורות גבוהות ולאחר פעולות ריתוך.
מאמר זה מספק ניתוח מקיף של פלדת אל-חלד 316Ti, המנתח את ההרכב הכימי שלה, תכונות מכניות ופיזיות, התנהגות קורוזיה, ביצועי טמפרטורה ותמחור שוק עדכני.
הרכב כימי ומפרטים
תכולת הטיטניום, המייצגת את ההבדל המגדיר מפלדת אל חלד סטנדרטית 316, נשלטת בדרך כלל בשיעור של יותר מ- או שווה ל-5×C% (תכולת פחמן) עם טווח כללי של 0.2-0.7%.
ההרכב הכימי המלא כולל:
כרום (16.0-19.0%), המספק את העמידות הבסיסית בפני קורוזיה באמצעות יצירת סרט פסיבי מגן;
ניקל (10.0-14.0%), המייצב את המבנה המיקרו-אוסטניטי ומשפר את הקשיחות;
מוליבדן (2.0-3.0%), המשפר באופן משמעותי את העמידות בפני קורוזיה וחריצים בסביבות המכילות כלוריד.
תכולת הפחמן נשלטת במקסימום של 0.08%.
בעוד שהרכבים אחרים הכוללים סיליקון (פחות או שווה ל-1.00%), מנגן (פחות או שווה ל-2.00%), זרחן (פחות או שווה ל-0.045%) וגופרית (פחות או שווה ל-0.030%) נשמרים ברמות שממזערות את התכונות השליליות הפוטנציאליות שלהם והשפעותיהם השליליות על קורוזיה.
בנוסף, ל-316Ti יש אקוולנטים רבים, כולל UNS S31635, EN 1.4571 ו-JIS SUS316Ti. תקנים אלה מבטיחים תכונות חומר עקביות ללא קשר למקור הייצור, ומספקים אמינות ליישומים קריטיים.
מאפיינים מכניים ופיזיים
פלדת אל חלד 316Ti מציעה שילוב מאוזן של חוזק, משיכות וקשיחות שהופך אותה למתאים ליישומים שונים של מבניים ולחץ-.
במצב חישול, החומר מציג בדרך כלל חוזק מתיחה מינימלי של 520 מגפ"ס וחוזק תפוקה מינימלי של 205 מג"פ, עם התארכות מרשימה של 40% או יותר.
המאפיינים הפיזיקליים של 316Ti כוללים צפיפות של כ-7.98 גרם/ס"מ³ וטווח נקודת התכה של 1375-1400 מעלות.
החומר מציג מאפייני נירוסטה אוסטניטיים אופייניים עם קשיחות גבוהה גם בטמפרטורות קריוגניות וללא חדירות מגנטית במצב חישול.
טבלה: מאפיינים מכניים של נירוסטה 316Ti
|
נכס |
ערך מטרי |
ערך אנגלי |
|
חוזק מתיחה |
גדול או שווה ל-520 MPa |
גדול או שווה ל-75,400 psi |
|
חוזק תשואה |
גדול או שווה ל-205 MPa |
גדול או שווה ל-29,700 psi |
|
הַאֲרָכָה |
גדול או שווה ל-40% |
גדול או שווה ל-40% |
|
קַשִׁיוּת |
פחות או שווה ל-200 HV |
פחות או שווה ל-200 HV |
|
צְפִיפוּת |
7.98 גרם/ס"מ³ |
0.288 פאונד/אינץ'³ |
החומר מגיב היטב לעבודה קרה, עם יכולת להתחזק משמעותית באמצעות תהליכים כמו גלגול קר או שרטוט.
עם זאת, עבודה קרה זו מציגה התקשות עבודה שעלולה לדרוש פעולות חישול ביניים עבור יישומי צורה חמורים.
ביצועי עמידות בפני קורוזיה
עמידות בפני קורוזיה של נירוסטה 316Ti מייצגת את אחד הביצועים החשובים ביותר שלה, במיוחד בסביבות כימיות אגרסיביות. החומר שומר על עמידות קורוזיה כללית מעולה של סגסוגת 316 תוך שהוא מציע ביצועים משופרים.
תוספת הטיטניום משפרת בעיקר את העמידות בפני קורוזיה בין-גרגירית, תופעה המתרחשת כאשר כרום קרבידים משקעים בגבולות התבואה במהלך חשיפה לטמפרטורות בטווח של 550-800 מעלות.
על ידי יצירת טיטניום קרבידים יציבים עדיפות על פני כרום קרבידים, הטיטניום מונע דלדול הכרום בגבולות התבואה, ובכך שומר על עמידות החומר בפני קורוזיה המובנית גם לאחר ריתוך או חשיפה לטמפרטורה- גבוהה.
זה הופך את 316Ti למתאים במיוחד עבור ציוד מיוצר שבו הריתוך הוא נרחב וטיפול בחום לאחר-ריתוך עשוי להיות לא מעשי.
בנוסף לעמידות משופרת בפני קורוזיה בין-גרגירית, 316Ti מציג עמידות מצוינת בפני קורוזיה וחריצים, במיוחד בסביבות המכילות כלוריד- כגון מי ים, זרמי עיבוד כימיים ואטמוספרות חוף.
החומר מפגין עמידות טובה בפני חומצות אורגניות ואי-אורגניות שונות, לרבות חומצות גופרית, זרחתיות, אצטית וחומצות פורמיות, מה שהופך אותו למתאים לציוד עיבוד כימי.
שילוב זה של תכונות עמידות בפני קורוזיה מאפשר ל-316Ti לבצע ביצועים אמינים בסביבות קורוזיביות מגוונות, מחשיפה לאטמוספירה קלה ועד לתנאי עיבוד כימיים חמורים.
ביצועי-טמפרטורה גבוהים
פלדת אל חלד 316Ti מציעה יכולות{1}}טמפרטורות גבוהות משופרות בהשוואה לנירוסטה 316 סטנדרטית, עם טמפרטורות שירות אפקטיביות שנעות בין -198 מעלות לכ-900 מעלות.
החומר שומר על תכונות מכניות שימושיות בטמפרטורות גבוהות, עם שימור חוזק משמעותי עד כ-800 מעלות.
חוזק-טמפרטורות גבוה זה, בשילוב עם עמידות טובה לחמצון, הופך את 316Ti למתאים ליישומים כגון מחליפי חום, רכיבי דוודים, חלקי תנורים ומערכות פליטה.
ההתנגדות לחמצון-בטמפרטורה הגבוהה נובעת מהיווצרות של אבנית תחמוצת כרום מגינה המעכבת התקפת חמצון נוספת.
לשימוש מתמשך, 316Ti מומלץ בדרך כלל עבור טמפרטורות של עד 850 מעלות בקירוב, בעוד שירות לסירוגין יכול להתארך עד 900 מעלות. מעל הטמפרטורות הללו, עלולה להתרחש אבנית משמעותית, ותכונות מכניות עלולות להתדרדר לרמות בלתי מקובלות.
מאפייני ייצור וייצור
תכונות הייצור של פלדת אל חלד 316Ti הן בדרך כלל חיוביות, עם יכולת ריתוך, צורה ויכולת עיבוד טובה כאשר משתמשים בטכניקות מתאימות.
ניתן לרתך את החומר בכל שיטות ריתוך היתוך הסטנדרטיות, לרבות ריתוך קשת טונגסטן בגז (GTAW/TIG), ריתוך קשת מתכת גז (GMAW/MIG), וריתוך קשת מתכת מוגנת (SMAW).
לעמידות אופטימלית בפני קורוזיה במצב-מרותך, ניתן להשתמש במתכות מילוי תואמות או-מסגגות יתר כגון ER316Ti או ER320.
טיפול בחום שלאחר-ריתוך בדרך כלל אינו נדרש עבור 316Ti, המייצג יתרון משמעותי בייצור מבנים גדולים או מורכבים שבהם טיפול בחום יהיה לא מעשי או יקר.
ניתן לבצע בהצלחה פעולות גיבוש, הן קרות והן חמות, על פלדת אל חלד 316Ti.
מאפייני יצירה קרה דומים לפלדות אל-חלד אוסטניטיות אחרות, עם שיעורי התקשות עבודה גבוהים יחסית שעלולים לחייב חישול ביניים עבור פעולות יצירה חמורות.
יש לבצע גיבוש חם בטווח הטמפרטורות של 900-1200 מעלות, ולאחר מכן קירור מהיר כדי לייעל את עמידות בפני קורוזיה.
עיבוד שבבי של 316Ti דורש זוויות גריפה חיוביות, הגדרות קשיחות ושימוש נדיב בנוזלי חיתוך, המומלצים לביצועי עיבוד אופטימליים וחיי הכלי.
316Ti נירוסטה מחיר
המחיר של נירוסטה 316Ti משתנה בהתאם לצורת המוצר, מידות, כמות, מיקום הרכישה וגימור פני השטח.
בהתבסס על נתוני השוק הנוכחיים, המחירים נעים בדרך כלל בין 1.80 ל-4.00 לק"ג עבור טפסים סטנדרטיים כגון גיליון וצלחת, עם וריאציות המבוססות על מידות ספציפיות וכמות רכישה.
לדוגמאות תמחור מדויקות:
צינור נירוסטה 316Ti מוצע בכ-1,500-6,000 לטון מטרי (1.50-6.00 לקילוגרם) בהתאם למפרט.
לוחות נירוסטה 316Ti מתומחרים בכ-1.80$ לק"ג להזמנה מינימלית של 1 ק"ג.
צלחות נירוסטה 316Ti באיכות מעולה זמינות במחיר של כ-$3.50 לק"ג.
מַסְקָנָה
פלדת אל-חלד 316Ti משלבת את העמידות הכללית המצוינת בפני קורוזיה של נירוסטה 316 עם עמידות משופרת בפני קורוזיה בין-גרגירית, במיוחד לאחר ריתוך או חשיפה לטמפרטורה- גבוהה.
עם מחיר שוק נוכחי שנע בדרך כלל בין 1.80 ל-4.00 לקילוגרם בהתאם לצורת המוצר וכמותו.
