316Ti לעומת 316L: מיוצב לעומת נמוך-פלדת אל חלד אוסטינית פחמן למבנים מרותכים

316L הוא ברירת המחדל הנכונה עבור רוב הייצור המרותך בטמפרטורות סביבה ומתונות, מכיוון שתכולת הפחמן הנמוכה במיוחד שלו (0.030% מקסימום) כבר מונעת רגישות במהלך ריתוך יחיד- וריתוך רב- סטנדרטי.316Ti (UNS S31635)זוכה למקומו רק בשירות-טמפרטורות גבוהות מתמשכת (בערך 425-815 מעלות / 800-1500 מעלות F), כגון מערכות פליטה, דוודים וכמה קודים של כלי לחץ אירופיים, שבהם ייצוב הטיטניום שלו מתנגד למשקעי קרביד טוב יותר מאשר חשיפה לפחמן נמוך בלבד.

מה הם 316Ti ו-316L נירוסטה?

316Ti (UNS S31635) היא גרסת טיטניום-מיוצבת של פלדת אל-חלד מסוג 316, בעוד ש-316L (UNS S31603) היא גרסת הפחמן האולטרה-נמוכה- של אותה סגסוגת בסיס -. שתיהן קיימות כדי לפתור את אותה בעיה, מסלול קורוזיה בין-גרגירי אחר שניים קורוזיה מתכתית.

סוג סטנדרטינירוסטה 316נוטה לרגישות: במהלך הריתוך, המתכת ליד הריתוך (האזור המושפע מהחום, או HAZ) מתקררת באיטיות בטווח של 425-815 מעלות (800-1500 מעלות F), מה שמאפשר לכרום להתמזג עם פחמן ולהתמזג כקרבידים של כרום בגבולות התבואה.

זה מדלדל את הכרום באופן מקומי, ומותיר את אזורי הגבול-תבואה פגיעים לקורוזיה בין-גרגירית. 316L פותר את זה על ידי הסרת רוב הפחמן כך שיישאר מעט משקעים. 316Ti פותר את זה אחרת: הוא מוסיף טיטניום, אשר קושר באופן מועדף את הפחמן הפסיבי ליצירת פחמן פסיבי ליצירת פחמן פסיבי. שכבה למרות שרמות פחמן רגילות (גבוהות יותר) עדיין קיימות.

מקורות: ASTM A240/A240M, ASTM A312/A312M, ASTM A276/A276M מפרטי תקן.

כיצד 316Ti ו-316L משתווים בהרכב כימי?

316Ti ו-316L חולקים טווחי כרום, ניקל ומוליבדן כמעט זהים; ההבדל המגדיר הוא ש-316Ti מאפשר יותר מכפול פחמן מ-316L מכיוון שתוספת הטיטניום שלו, לא פחמן דל, היא השולטת ברגישות.

מקור: דרישות הרכב ASTM A240/A240M עבור UNS S31635 ו-UNS S31603.

מינימום הטיטניום אינו אחוז אחיד; הוא קשור ישירות לתכולת הפחמן והחנקן שהחום מכיל בפועל, מבוטא כיחס ייצוב.

מהו יחס הייצוב Ti, ומדוע הוא שולט בהתנגדות IGC?

דרישת הייצוב של ASTM A240 עבור 316Ti היא Ti גדול מ-5 x (%C + %N), מה שמבטיח שקיים מספיק טיטניום כדי להיקשר עם כל אטום פחמן וחנקן זמין לפני שכרום יכול - יחס זה, ולא אחוז הטיטניום הגולמי, הוא זה שקובע אם חום נתון מיוצב כראוי.

בפועל, המשמעות היא שתעודת טחנה עבור 316Ti צריכה להיבדק מול תכולת הפחמן והחנקן בפועל של אותו חום ספציפי, ולא רק מול תקרת הטיטניום המקסימלית של 0.70%. חום עם פחמן לכיוון המקסימום של 0.08% דורש באופן יחסי יותר טיטניום כדי להישאר מיוצב מלא מאשר חום עם פחמן קרוב ל-0.03%. EETA מספקת ל-316Ti דוחות בדיקה מלאים (MTRs) כך שניתן לאמת את יחס הייצוב חום על ידי חום.

כיצד 316Ti ו-316L מתנגדים לרגישות בטמפרטורות שונות?

316L מתנגד לרגישות בצורה נאותה בטווח הטמפרטורות שרוב הריתוך המבני והתהליך עובר דרכו, אך 316Ti שומר על התנגדות זו בחשיפה לטמפרטורה- גבוהה הרבה יותר, וזו הסיבה שהיא מוגדרת לשירות רציף בטמפרטורה-מוגבהת ולא לריתוך בלבד.

התנהגות הרגישות המתוארת כאן עוקבת אחר מנגנון המשקעים של כרום-הקרביד (שיטות בדיקה ASTM A262) המיושם על ציונים אוסטניטיים פחמן מיוצבים לעומת נמוכים-.

באיזו מתכת מילוי ריתוך יש להשתמש עבור 316Ti ו-316L?

ריתוך 316Ti ו-316L מיוצרים כמעט תמיד עם מתכת מילוי ER316L או E316L, מכיוון שטיטניום אינו יכול לעבור בצורה מהימנה על פני קשת ריתוך - כלומר תועלת הייצוב של 316Ti מגינה על אזור המתכת הבסיס והחום-שפגוע, אבל משקע הריתוך עצמו מסתמך בדרך כלל על פחמן 16 נמוך.

זוהי נקודה בה מתעלמים לעתים קרובות בבחירת החומר. טיטניום מתחמצן באופן מועדף והולך לאיבוד במידה רבה לסיגים ולנתזים כאשר הוא מועבר דרך קשת ריתוך, כך שמתכת מילוי תואמת-טיטניום אינה נוהג מסחרי סטנדרטי. השלכות מעשיות:

ציין חומר מילוי ER316L (GTAW/GMAW) או E316L-16/17 (SMAW) עבור מתכת בסיסית 316Ti ו-316L כאחד, אלא אם מפרט פרויקט דורש חומר מילוי מיוצב תואם מסיבה ספציפית

מכיוון שמתכת הריתוך היא למעשה -פחמן נמוך ללא קשר לדרגת מתכת בסיס-, ביצועי הקורוזיה של משקע הריתוך עצמו נשלטים על ידי כימיה מסוג 316L- בשני המקרים

יתרון הייצוב של 316Ti מתממש במתכת הבסיס הבלתי מושפעת וב-HAZ החיצוני, שם נשמר מאזן הפחמן-הטיטניום המקורי

ניקוי שלאחר-ריתוך (כבישה ופסיבציה לפי ASTM A967) נותר הכרחי עבור שתי הדרגות כדי להסיר גוון חום ולהחזיר את השכבה הפסיבית לריתוך

כיצד משתווים המאפיינים המכניים של 316Ti ו-316L?

ל-316Ti יש תפוקה וחוזק מתיחה מינימאלית גבוהים יותר מ-316L במצב חישול, והוא שומר על חוזק טוב יותר בטמפרטורה מוגברת מתמשכת, בעוד ששתי הדרגות חולקות את אותה התארכות מינימלית.

מקור: ASTM A240/A240M דרישות תכונות מכניות מינימליות עבור UNS S31635 ו-UNS S31603, טמפרטורת החדר, מצב חישול.

האם 316Ti ו-316L נבדלים בעמידות כללית בפני פיתולים ועמידות בפני קורוזיה?

אין ל-- 316Ti ו-316L הם בעלי אותה עמידות כללית לחריצים ולקורוזיה, מכיוון שטיטניום אינו מונח בנוסחת PREN ושתי הדרגות חולקות את אותם טווחי כרום, מוליבדן וחנקן; כל ההבחנה ביניהם היא עמידות בפני קורוזיה בין-גרגירית לאחר ריתוך או חשיפה לחום, לא עמידות בפני בור כלוריד.

אילו תעשיות ויישומים מעדיפים כל כיתה?

316L שולט בעבודות ייצור מרותך כללי, מזון, תרופות ואדריכלות בטמפרטורות סביבה ומתונות, בעוד ש-316Ti מצוין בעיקר עבור ציוד טמפרטורה- מוגברת ובאזורים או קודים עם העדפה היסטורית לדרגות מיוצבות.

איך עלות וזמינות משתווים בין 316Ti ל-316L?

316Ti בדרך כלל נושאת רק פרמיית עלות צנועה מעל 316L, בדרך כלל בטווח של בערך 5 עד 15 אחוזים, אבל הזמינות המעשית שלו היא הרבה יותר לא אחידה מבחינה אזורית - 316L קיים במלאי בעצם בכל מקום, בעוד 316Ti נפוץ יותר באירופה ויכול לשאת זמני אספקה ​​ארוכים יותר או לטחון -מינימום הזמנות במקומות אחרים.

מניע עלות סגסוגת: טיטניום הוא תוספת-מייצבת עלויות נמוכה יחסית, כך שהפרמיה-חומר הגלם עבור 316Ti מעל 316L היא קטנה בהרבה מהפרמיה של 6% מוליבדן סופר-ציון אוסטניטי מעל 316L

גרב אזורי: באופן מסורתי 316Ti היה נפוץ יותר בשוק האירופי (משקף את ההיסטוריה הארוכה שלו במפרטי DIN/EN), בעוד ש-316L הוא ברירת המחדל של נירוסטה המצוי ברוב רשתות האספקה ​​של צפון אמריקה ואסיה

זמן אספקה: ציון 316Ti מחוץ לאזורי הליבה שלה במלאי יכול להיות זמני אספקת-ההזמנה במקום-משלוח מלאי- לאשר זמינות לפני שמתחייבים לו לוח זמנים

מגמת החלפה: מכיוון שדרגות L- מודרניות מכסות את רוב תנאי השירות שפעם דרשו ייצוב, מפרטים רבים עברו לכיוון 316L כברירת מחדל, ושמרו את 316Ti למקרי הטמפרטורה-הגבוהים הספציפיים שבהם היא עדיין מוצדקת בבירור

מתי כדאי לבחור 316Ti על פני 316L?

בחר 316Ti כאשר הרכיב יראה שירות מתמשך בטווח הרגישות של 425-815 מעלות, כאשר קוד ניהולי או מפרט לקוח דורשים ציון מיוצב, או כאשר מתאימים למערכת 316Ti קיימת; בחר 316L עבור כל השאר, כולל ייצור מרותך סטנדרטי בסביבה ובטמפרטורה בינונית.

• הרכיב פועל ברציפות או שוב ושוב בטווח 425-815 מעלות (800-1500 מעלות F) → 316Ti
• קוד עיצוב, מפרט לקוח או תקן מפעל קיים מחייב דרגה מיוצבת → 316Ti
• החלפה או הרחבה של מערכת 316Ti קיימת (פליטה, דוד, מחליף חום) → 316Ti, לעקביות החומר
• מבנים, מיכלים וצנרת מרותכים בטמפרטורה-רגילה ל-מתון-טמפרטורה → 316L
• יישום מזון, תרופות או אדריכלות ללא חשיפה- לטמפרטורה מוגברת → 316L
• לוח הזמנים של הפרויקט תלוי בזמינות-המלאי לשעבר בצפון אמריקה או באסיה → 316L, אלא אם אושרה קביל זמן אספקה ​​של 316Ti

אם החשש המניע את השאלה הוא כלוריד או קורוזיה של מי ים ולא רגישות לטמפרטורה-גבוהה, אף אחד מהדרגים אינו נקודת ההתחלה הנכונה - יש להעריך במקום זאת דרגת-PREN גבוהה יותר כגון 254SMO או פלדת אל חלד דופלקס.

שאלות נפוצות

ש: האם 316Ti חזק יותר מ-316L?

ת: כן, בצניעות. 316ל-Ti יש חוזק תפוקה מינימלי של 205 MPa לעומת 170 MPa עבור 316L, וחוזק מתיחה מינימלי של 515 MPa לעומת 485 MPa, לפי ASTM A240. שניהם חולקים את אותה התארכות מינימלית של 40%.

ש: האם אני יכול לרתך את 316Ti עם מתכת מילוי-מטיטניום כדי להתאים בדיוק למתכת הבסיס?

ת: בנוהג המסחרי המקובל, לא. טיטניום מתחמצן בצורה מועדפת ואינו עובר בצורה מהימנה על פני קשת ריתוך, ולכן חומר מילוי ER316L או E316L משמש גם לריתוכים 316Ti וגם 316L. משקע הריתוך עצמו נשלט אפוא על ידי כימיה- נמוכה של פחמן ללא קשר למתכת הבסיס שמחברים.

ש: האם 316Ti זהה ל-321 נירוסטה?

ת: לא. שניהם דרגות אוסטניטיות מיוצבות, אבל 321 מיוצבת עם-ניוביום, ומבוססת על משפחת 18Cr-8Ni (סוג 304) ללא מוליבדן, בעוד ש-316Ti מבוסס על משפחת 316 Ti הנושאת מוליבדן, ולכן יש לו ייצוב של טיטניום{9} טוב יותר. עמידות בפני קורוזיה מ-321 בשל תכולת המוליבדן שלו.

ש: האם 316L צריך אי פעם ציון מיוצב במקום זאת?

ת: כן, במיוחד עבור שירות-מתמשך של טמפרטורה מוגברת בטווח רגישות של 425-815 מעלות, או כאשר קוד או מפרט מחייבים ציון מיוצב. לייצור מרותך בסביבה סטנדרטית ובטמפרטורה בינונית, הפחמן הנמוך של 316L בדרך כלל מספיק לבדו.

ש: האם 316Ti ו-316L ניתנים להחלפה עבור שירות מי ים או כלוריד?

ת: למעשה כן, מכיוון שטיטניום אינו משפר את העמידות בפני חריצים או קורוזיה של חריצים - שתי הדרגות חולקות למעשה את אותו PREN. גם לא הבחירה המועדפת עבור כלוריד אגרסיבי או חשיפה מלאה למי ים; דרגת-מוליבדן גבוהה יותר כגון 254SMO היא נתיב השדרוג המתאים לשירות זה.