316 vs 316Ti acéllemez: melyik a jobb?

Nbármelyik fokozat univerzálisan "jobb". 316 a gazdaságosabb, széles körben elérhető választás az izzított állapotban használt alkatrészekhez. 316A Ti akkor éri el a prémiumot, ha a hegesztett alkatrészek tartósan 425 és 850 fok közötti hőmérsékletet érnek el utólagos-hegesztési hőkezelés nélkül - olyan helyzet, amikor a szabványos 316 nem érzékeny és nem érzékeny a 316-ra.

Mielőtt belemerülnénk a technikai részletekbe, itt van a közvetlen összehasonlítás, amely választ ad a legtöbb vásárló első kérdésére. A táblázat zöld kiemeléssel jelzi, hogy az egyes kategóriákban melyik fokozat rendelkezik előnyben:

Teljesítmény kategória	316 Szabvány	316Ti
Szenzibilizációs ellenállás (hegesztett, lágyítás nélkül)	Gyenge - karbidok képződnek a 425 fok feletti szemcsehatárokon	Kiváló - Ti megköti a szenet, megakadályozza az érzékenységet
Alaplemez korrózióállóság (hevített)	Kiváló -, ami megfelel a 316Ti-nek malom állapotban	Kiváló - egyenlő: 316 lágyított állapotban
High-temperature strength (>500 fok)	Mérsékelt	Valamivel jobb - Ti rögzíti a szemcsehatárokat
Pitting ellenállás (PREN)	Egyenlő - PREN ≈25 mindkét évfolyamnál	Egyenlő - azonos Cr és Mo tartalom
Anyagköltség	Alsó - titán hozzáadása nélkül	5-15% prémium 316 felett
Globális elérhetőség	Kiváló - árukészlet mindenhol	Egyes piacokon a jó - malomrendelést igényelhet
Megmunkálhatóság	Jó	Kicsit keményebb a TiC zárványok miatt
Hegesztési zóna korrózióállósága (nincs izzítás)	Csökkentett - szenzibilizációs kockázat a HAZ-ban	A teljes ellenállás megmarad a HAZ-ban
Felületi minőség (lemez)	Kiváló - simább, nincs TiC felületi nyom	A jó - TiC részecskék kisebb felületi foltokat okozhatnak
Megfelelés: nukleáris és élelmiszer-szabályzat	Széles körben elfogadott	Elfogadott; ellenőrizze Ti kódjogosultsággal

Mindkét minőség az ausztenites rozsdamentes acélok 316-os családjába tartozik. A családot 16–18% króm, 10–14% nikkel és 2–3% molibdén (-) jellemzi, amely kombináció jó általános korrózióállóságot biztosít, és kifejezetten a kloridos lyukasztással szembeni ellenállást célozza meg, ami a régebbi 304-es család gyengesége.

AISI 316 (UNS S31600) a család standard igáslova, amelyet élelmiszer-feldolgozásban, gyógyszergyártásban, tengeri hardverekben, vegyi üzemekben és építészeti alkalmazásokban használnak. Ez a világ egyik legszélesebb körben gyártott rozsdamentes acélminősége, széles készlettel és versenyképes árral.

AISI 316Ti (UNS S31635) szándékos titánt ad hozzá -, jellemzően 5 × 0,70 tömegszázalékig - a standard 316 összetételhez. Ez a titán „szénmegkötőként” működik: erősebb kémiai affinitása van a szénhez, mint a króm, így magasabb hőmérsékleten a szén előnyösen titán-karbidokat (TiC) képez, nem pedig króm-karbidokat (Cr23C₆). Ez a 316Ti létezésének teljes mérnöki indoka.

Az ASTM A240 szerinti kémiai összetételek közel azonosak, kivéve a titán hozzáadását a 316Ti-ben és a megfelelő szén-dioxid-kibocsátási különbséget:

Elem	316 (ASTM A240)	316Ti (ASTM A240)	Jelentőség
Króm (Cr)	16.0–18.0%	16.0–18.0%	Ugyanaz a - korrózióállósági alapvonal
Nikkel (Ni)	10.0–14.0%	10.0–14.0%	Ugyanaz a - ausztenit stabilizátor
Molibdén (Mo)	2.0–3.0%	2.0–3.0%	Ugyanaz a - pitting ellenállás
szén (C)	0,08% vagy annál kisebb	0,08% vagy annál kisebb	Ugyanaz a max; de a Ti semlegesíti a C-t a 316Ti-ben
Titán (Ti)	Nincs hozzáadva	5×C min, 0,70% vagy annál kisebb	A kulcsmegkülönböztető - stabilizálja az érzékenyítést
Nitrogén (N)	0,10% vagy annál kisebb	0,10% vagy annál kisebb	Azonos
Mangán (Mn)	2,00% vagy annál kisebb	2,00% vagy annál kisebb	Azonos
Szilícium (Si)	0,75% vagy annál kisebb	0,75% vagy annál kisebb	Azonos
Foszfor (P)	0,045% vagy annál kisebb	0,045% vagy annál kisebb	Azonos
Kén (S)	0,030% vagy annál kisebb	0,030% vagy annál kisebb	Azonos

A titán minimális formulája (5 × %C) biztosítja, hogy mindig elegendő titán legyen jelen ahhoz, hogy az összes rendelkezésre álló szenet TiC formájában megkösse, mielőtt króm-karbid képződne. Egy 0,08%-os maximális széntartalmú lemeznél ez azt jelenti, hogy legalább 0,40% titánnak kell jelen lennie. A gyakorlatban a legtöbb gyártó 0,40–0,60% Ti-t céloz meg a megbízható stabilizálás érdekében.

Ahhoz, hogy megértsük, miért létezik a 316Ti, meg kell értenünk az érzékenységet. Amikor a szabványos ausztenites rozsdamentes acélokat, például a 316-ot 425 és 850 fok közötti hőmérsékletnek teszik ki - egy érzékenységi tartománynak vagy karbid kicsapódási tartománynak - nevezett tartomány, a szilárd oldatban lévő szénatomok a szemcsehatárokhoz vándorolnak, és a közeli krómatomokkal egyesülve króm-karbidokat (C₆₆) képeznek.

The Sensitization Problem Why 316Ti Was Invented

Ennek következménye egy króm{0}}szegény zóna közvetlenül az egyes szemcsehatárok mellett. Ezek a kimerült zónák, ahol a helyi krómtartalom a passzivitás kritikus ~11%-os küszöbértéke alá esik, nagyon érzékenyek a korrozív hatásokra -, különösen a savak által. Az ebből eredő meghibásodási mód, amelyet szemcseközi korróziónak vagy hegesztési varratromlásnak neveznek, gyors és szerkezetileg jelentős anyagveszteséget okozhat.

A hegesztés a leggyakoribb ok. A hegesztés -hő által érintett zónája (HAZ) áthalad az érzékenyítési hőmérséklet-tartományon mind a fűtés, mind a hűtés során. A hegesztett, majd közvetlenül üzembe helyezett alkatrészben - hegesztési oldatos izzító hőkezelés nélkül a karbidok újra-feloldása érdekében - ez a zóna tartósan érzékeny lesz.

A 316Ti kiküszöböli ezt a kockázatot azáltal, hogy titán formájában szén „csapdát” biztosít. Mivel a TiC ugyanolyan körülmények között termodinamikailag stabilabb, mint a Cr23C6, a titán megköti a szenet, mielőtt a króm kimerülése bekövetkezne. Az eredmény: a 316Ti hegeszthető utólagos-hegesztési hegesztés nélkül, és megőrzi teljes korrózióállóságát a hőhatás-zónában.

Lágyított állapotban mindkét minőség megfelel az ASTM A240 minimális követelményeinek. Magas hőmérsékleten a 316Ti kis előnyt jelent a szilárdság megtartása terén:

Mechanikai tulajdonság	316 (ASTM A240, RT)	316Ti (ASTM A240, RT)	Melyik a jobb?
Min. szakítószilárdság	Nagyobb vagy egyenlő, mint 515 MPa	Nagyobb vagy egyenlő, mint 515 MPa	Szobahőmérsékleten egyenlő
Min. folyáshatár	205 MPa vagy annál nagyobb	205 MPa vagy annál nagyobb	Szobahőmérsékleten egyenlő
Min. megnyúlás	40%-nál nagyobb vagy egyenlő	40%-nál nagyobb vagy egyenlő	Egyenlő
Keménység (max.)	Kisebb vagy egyenlő, mint 217 HB	Kisebb vagy egyenlő, mint 217 HB	Egyenlő
Szakító 500 fokban	~380 MPa (tip.)	~400 MPa (tip.)	316Ti valamivel jobb
Hozam 500 fokon	~130 MPa (tip.)	~145 MPa (tip.)	316Ti valamivel jobb
Creep strength (long-term, >500 fok)	Standard	Továbbfejlesztett (Ti szemcsehatár rögzítés)	316Ti jobb

Ez a döntő teljesítménydimenzió. Mindkét minőség viselkedése drámaian eltér attól függően, hogy az anyagot utólagos-hegesztés nélkül hegesztették-e:

Korróziós mechanizmus	316 - Lágyítva	316 - Hegesztett (nincs izzítás)	316Ti - Bármelyik feltétel
Pitting ellenállás (PREN ≈25)	Kiváló	Csökkentett HAZ-ban	Kiváló
Réskorrózió	Jó	Jó	Jó
Szemcseközi korrózió	Kiváló	HAZ-ban érzékeny	Kiváló
Feszültségkorróziós repedés (SCC)	Mérsékelt	Mérsékelt	Mérsékelt
Egyenletes savas korrózió	Jó	Jó (tömeges)	Jó
Hegesztési varrat bomlás (-üzem közben savtámadás)	Nem alkalmazható Csak lágyított -	Nagy kockázat	Nem alkalmazható - stabilizált

Ingatlan	316 Szabvány	316Ti
Sűrűség	7,98 g/cm³	7,96 g/cm³ (a Ti kissé csökkenti a sűrűséget)
Olvadási tartomány	1375-1400 fok	1370-1400 fok
Hővezetőképesség	~14,4 W/(m·K) 100 fokon	~14,2 W/(m·K) 100 fokon
Hőtágulás (20-100 fok)	16,5 µm/(m· fok)	16,0 µm/(m· fok)
Rugalmassági modulus	193 GPa	193 GPa
Max szervizhőm. (folyt.)	870 fok	870 fok
Mágneses permeabilitás	Nem{0}}mágneses	Nem{0}}mágneses
Min. üzemi hőm.	-196 fok (kriogén képes)	-196 fok (kriogén képes)

A legtöbb beszerzési csapat számára a költségek és az átfutási idő ugyanolyan fontosak, mint a műszaki teljesítmény. Íme mindkét évfolyam kereskedelmi valósága:

Kereskedelmi faktor	316 Szabvány	316Ti
Relatív anyagköltség	Alapvonal	5-15% prémium (Ti felár)
Készlet elérhetősége	Azonnal a globális forgalmazóktól	Részvények a kulcsfontosságú piacokon; malomrend másokban
Szabványos termékformák	Lemez, lemez, cső, rúd, szerelvények, karimák	Lemez, lemez, cső, rúd (a csőszerelvények ritkábban)
Jellemző lemezvastagság raktáron	1-100 mm (a legtöbb méretben)	3–50 mm (vastagabb=malomrend)
Malomvizsgálati tanúsítvány. standard	HU 10204 2.2 vagy 3.1	HU 10204 3.1 (Ti ellenőrzés szükséges)
Átfutási idő (nem{0}}készleten lévő méretek)	2-4 hét	6-12 hét (malomhengerlés)

A válasz a mérnöki-alapú, nem a költség-alapú. Először tegyen fel magának egy kérdést: a lemez bármely hegesztett része ki lesz téve 425 és 850 fok közötti hőmérsékletnek üzem közben, teljes utólagos hegesztési megoldás nélkül? Ha igen, adja meg a 316Ti-t. Ha nem, a 316 a helyes és gazdaságosabb választás.

Válassza a 316Ti-t, ha:

A hegesztési zónák 425–850 fokos üzemi hőmérsékletnek lesznek kitéve

Az utólagos-hegesztési izzítás nem praktikus vagy tilos

Nehéz szakaszok gyártása több hegesztéssel

Forró tömény kénsav vagy foszforsav környezet

A hosszú-élettartam kritikus, és az újra{1}}ellenőrzés nehézkes

Válassza a 316-ot, amikor:

Az alkatrészeket csak lágyított (malom{0}}ellátott) állapotban használjuk

A hegesztést teljes oldatos izzítás követi

A költségvetés és a rendelkezésre álló anyagok az elsődleges korlátok

Folyamatos üzemben az alkalmazási hőmérséklet 400 fok alatt marad

A szűk mérettűrések finom megmunkálást igényelnek

Ha az alkatrészét szigorúan lágyított lemezes állapotban - hegesztés nélkül vagy hegesztéssel, majd teljes oldatos izzítással - használják, nincs teljesítmény oka a 316Ti prémium fizetésének. A két fokozat lényegében egyenértékű a korrózióállóságban és a mechanikai tulajdonságaiban, ha mindkettő lágyított állapotban van.

316 Rozsdamentes acéllemez alkalmazások

Élelmiszer- és italfeldolgozó berendezések (tartályok, szállítószalagok, munkafelületek)

Gyógyszergyártó edények és csövek (használt, lágyítva, rendszeresen tisztítva)

Tengerészeti hardver és szerelvények (fedélzeti felszerelések, korlátok, tengeri kipufogórendszerek)

Építészeti burkolatok, oszlopburkolatok és homlokzati panelek

400 fok alatt üzemelő vegyipari csővezetékek és hőcserélők

Orvosi és sebészeti műszerek és berendezések

316Ti rozsdamentes acéllemez alkalmazások

500 fok felett üzemelő kazánhéjak, gazdaságosító burkolat és hőcserélő gyűjtők

Petrolkémiai finomítói edények és csővezetékek hegesztéssel, utólagos-hegesztés nélkül

Füstgáz-kéntelenítő (FGD) rendszerelemek, ahol savas kondenzátum van jelen

Magas{0}}hőmérsékletű vegyi reaktorok, amelyek szerves savakat kezelnek

Erőművi gőz- és kondenzvízrendszer elemei

Tejipari és sörgyári CIP (tiszta-helyben-) rendszerek erős hegesztési és savas tisztítási ciklusokkal

K: A 316Ti minden helyzetben jobb, mint a 316?

V: Nem. 316A Ti kifejezetten jobb, ha a hegesztett alkatrészek az érzékenyítési hőmérsékleti tartományban (425–850 fok) működnek, utólagos-hegesztési hőkezelés nélkül. Lágyított állapotban mindkét minőség egyenértékű korrózióállóságot és mechanikai tulajdonságokat kínál. A 316-os szabványt részesítjük előnyben, ha a költség, a rendelkezésre állás és a megmunkálhatóság a prioritás.

K: Helyettesíthetem a 316Ti-t a 316-ra tervezési változtatások nélkül?

V: Igen, a legtöbb esetben a . 316Ti egy csökkenés-a frissítésben, mint az 316 - azonos méretszabványok, ugyanazok a mechanikai minimumok, ugyanaz a korrózióállóság lágyított állapotban. A hegesztés gyártási eljárása kissé eltérhet (316Ti töltőanyagot vagy 316L töltőanyagot használnak). Mindig erősítse meg a vonatkozó tervezési kóddal (ASME, EN stb.), hogy a 316Ti az Ön nyomásosztálya és szolgáltatási feltételei szerint szerepel-e.

K: A 316Ti ugyanaz, mint a 316L a hegesztési teljesítmény szempontjából?

V: No. 316L (alacsony szén-dioxid, legfeljebb 0,030% C) csökkenti a --ot, de nem szünteti meg a - szenzibilizáció kockázatát azáltal, hogy korlátozza a króm-karbidok képzéséhez rendelkezésre álló szén mennyiségét. Nagyon magas hőmérsékleten vagy lassú hűtés mellett a 316 liter még mindig érzékennyé teheti a Tit. 316. Ez kiküszöböli a kockázatot azáltal, hogy a szenet TiC-ként csapdázza, függetlenül a hőmérsékleti expozíciótól. A legigényesebb alkalmazásokhoz a 316Ti biztosítja a legmegbízhatóbb védelmet.

K: Milyen töltőanyagot használjak a 316Ti hegesztéséhez?

V: A szabványos ajánlás az ER316Ti töltőhuzal vagy az E316Ti elektróda, amely megfelel a nem nemesfém kémiának, beleértve a titán stabilizátort is. Alternatív megoldásként az ER316L-t (alacsony széntartalmú, titánmentes) széles körben használják 316Ti hegesztésekhez alacsonyabb hőmérsékletű alkalmazásokban, mivel maga a varrat nem stabilizálódik, - azonban a 316Ti nem nemesfém igen. Mindig olvassa el az adott alkalmazásra vonatkozó hegesztési eljárás specifikációt (WPS).

K: Mik a 316Ti nemzetközi jelölései?

V: A 316Ti több egyenértékű elnevezéssel is ismert: AISI 316Ti (USA), UNS S31635 (USA), EN 1.4571 (Európa), X6CrNiMoTi17-12-2 (német/európai vegyjel) és GOST 10Kh17N13M2T (RussiaM2T). Nemzetközi rendelés esetén ellenőrizze a kémiai összetételt és a vizsgálati jelentést, ahelyett, hogy kizárólag a megnevezésre hagyatkozna, mivel a „316Ti” elnevezési konvenciók szabványonként kissé eltérnek.