316Ti vs 316Cb: titaan- ja nioobium-stabiliseeritud austeniitsest roostevabast terasest võrdlus

Keemiline koostis

Mõlemad klassid on molübdeeni{0}}kandvad austeniitsetest roostevabast terasest, mis on saadud tüübist 316. Stabiliseerimiselement on ainus otsustav erinevus: titaan 316Ti jaoks, nioobium pluss tantaal 316Cb jaoks. Allpool toodud koostise piirid järgivad plaadi, lehe ja riba puhul ASTM A240; 316Ti on tähistatud S31635 ja 316Cb on tähistatud S31640.

Samaväärsed tähised: 316Ti=UNS S31635, EN 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2), JIS SUS316Ti; 316Cb=UNS S31640, sageli kirjutatud kui 316Nb.

Mehaanilised omadused

Lõõmutatud olekus vastavad mõlemad klassid samadele minimaalse{0}}ruumitemperatuuri mehaanilistele nõuetele nagu tüüp 316 ASTM A240 kohta.

Kõrgendatud temperatuuril on 316 Cb kalduvus näidata pikaajalist-suuremat roomamistugevust, kuna selle nioobiumkarbiidid on jämenemiskindlamad kui titaankarbiidid, mistõttu eelistatakse 316 Cb pikaajaliste-kõrge temperatuuriga{4}}keevitatud komponentide disainikoodides.

Stabiliseerimismehhanismid: titaan vs nioobium

Kui tavalist 316 kuumutatakse vahemikus umbes 425{5}}815 kraadi, ühinevad süsinik ja kroom piki terade piire kroomkarbiidideks, kahandades kroomi kohapeal ja jättes terase teradevahelise korrosiooni suhtes haavatavaks. Stabiliseeritud klassid takistavad seda, lisades elemendi, millel on suurem afiinsus süsiniku suhtes kui kroom. 316Ti-s sisalduv titaan lukustab süsiniku titaankarbiidideks, hoides kroomi tahkes lahuses pärast keevitamist kuumus{8}}mõjutatud tsoonis. 316Cb-s sisalduv nioobium moodustab nioobiumkarbiide, mis on kõrgematel temperatuuridel termodünaamiliselt stabiilsemad, nii et nad on pikaajalisel kokkupuutel üle umbes 800 kraadi (näiteks ahju sisemuses ja katla komponentides) vastupidavad lahustumisele ja sadestumisele. See muudab 316Cb jõulisemaks valikuks, kus keevitatud osa peab kõrgel temperatuuril pikka aega pinget kandma, ja 316Ti ökonoomsemaks valikuks, kus hooldus jääb karbiidi lagunemisvahemikku allapoole.

Keevitamine, valmistamine ja järel{0}}keevitus

Mõlemad klassid keevitavad kergesti GTAW, GMAW ja SMAW abil. Kumbki ei nõua keevisõmbluse järgset kuumtöötlust, et taastada enamiku paksuste korrosioonikindlus, mis on põhieelis standardse 316 ees. Praktilised reeglid: kasutage sobivat stabiliseeritud täiteainet, nagu ER316Ti 316Ti jaoks ja nioobium-laagrit austeniitset täiteainet 316Cb jaoks; hoida soojussisend mõõdukas ja läbipääsu temperatuur alla umbes 150 kraadi; vältige täitemetalle, mis sisaldavad ainult stabiliseerimata molübdeeni, kuna need taastavad sensibiliseerumisohu; ja pärast keevitamist marineerida ja passiveerida keevitustsoon, et eemaldada oksiidikatlakivi ja taastada ühtlane passiivne kile. 316Cb puhul reguleerige soojussisendit rangelt, et nioobiumkarbiidid ei jämedaks kuumusest mõjutatud tsoonis, mis vähendaks tugevust. 316Ti puhul läheb titaan keevisvannis kergemini kaduma, nii et enne keevitamist puhastage liitepinnad põhjalikult.

Rakendused ja valik

Valige 316Ti üldiste keevitatud tööstusseadmete jaoks, mis töötavad alla umbes 800 kraadi: keemilise töötlemise torujuhtmed ja anumad, toiduainete ja jookide mahutid, õlletehas ja piimatööstus, mõõdukas kasutuses olevad soojusvaheti torud ning avamere käsipuud ja kõnniteed, kus on nõutav kloriidikindlus. Valige 316 Cb keevitatud komponentide jaoks, mis puutuvad kokku pideva või tsüklilise kokkupuutega üle umbes 800 kraadi: katla ja ülekuumendi torud, termilise töötlemise ahju osad, heitgaasi- ja põleti komponendid ning tuumajaama abisüsteemid, kus karbiidi stabiilsus termilise tsükli korral on kriitiline. Kui kavandatud temperatuur jääb alla sensibiliseerimisvahemiku ja keevisõmbluse järgne lõõmutamine on võimalik, jääb standardne 316L mõlemale stabiliseeritud klassile kõige kuluefektiivsemaks alternatiiviks.

Korduma kippuvad küsimused

K1: Mis vahe on 316Ti ja 316Cb vahel?A1: stabilisaator. 316Ti lisab titaani (5 × C min, 0,70 max) ja 316 Cb lisab nioobiumi ja tantaali (10 × C min, 1,10 max). Mõlemad takistavad kroom-karbiidi sensibiliseerimist, kuid nioobiumkarbiidid püsivad stabiilsena kõrgematel temperatuuridel, üle umbes 800 kraadi, kui titaankarbiidid.

2. küsimus: miks peaksin kasutama 316L asemel stabiliseeritud klassi?A2: 316L alandab süsinikusisaldust maksimaalselt 0,03% -ni, et aeglustada karbiidi sademete tekkimist, kuid väga rasked lõigud või pikaajaline-kasutus 425-815 kraadi vahemikus võivad siiski tundlikkust tekitada. Stabiliseeritud sordid eemaldavad legeerimisega kaasneva riski ja neid saab kasutada keevitatud kujul paksemates osades.

3. küsimus: kas 316Ti ja 316Cb vajavad keevisõmbluse järel-kuumtöötlust?A3: Üldiselt ei. Stabiliseerimine hoiab ära kroomi-vaesuse tsoonide teket, seega ei ole enamikus rakendustes korrosioonikindluse tagamiseks pärast keevitamist lahusega lõõmutamine vajalik. Soovitatav on siiski keevispinna peitsimine ja passiveerimine.

Q4: milline klass on kallim?A4: 316Cb on tavaliselt 5-10% kallim kui 316Ti, kuna nioobium on kallim ja vähem rikkalik kui titaan ning 316Cb toodetakse väiksemates kogustes.

K5: Kas 316Ti ja 316Cb saab kasutada mereveeteenuses?A5: mõlemad säilitavad tüübi 316 kloriidi- ja augukindluse, nii et need sobivad mere- ja rannikukeskkonda. Kui on vaja suuremat täppide tekkekindlust, kaaluge selle asemel 6% molübdeeni super-austeniitset või dupleksklassi.

K6: Millist valida katla ja ahju komponentide jaoks?A6: pideva särituse jaoks, mis on üle 800 kraadi, valige 316 Cb, kuna selle nioobiumkarbiidid taluvad lagunemist ja karenemist paremini kui titaankarbiidid. Alla 800 kraadi keevitatud seadmete puhul tagab 316Ti samaväärse korrosioonikindluse madalamate kuludega.