Titaan{0}}Stabiliseeritud roostevaba teras 316Ti: omadused, standardid ja rakendused

316Ti on tüübi 316 titaan-stabiliseeritud modifikatsioon, mis on standarditud kui UNS S31635 ASTM A240 ja EN 1.4571 vastavalt Euroopa standarditele. See valitakse kõikjal, kus molübdeeni{7}}kandvat austeniitset terast tuleb keevitada või kasutada temperatuurivahemikus, kus standard 316 muutub tundlikuks, ilma et oleks vaja-keevisliku lõõmutamise kulusid ja aega.

Põhimõte on lihtne: titaanil on suurem afiinsus süsiniku suhtes kui kroomil. Keevitamisel või hoolduskuumutamisel ühineb titaan kõigepealt süsinikuga, nii et kroom jääb maatriksisse lahustuma ja kaitsev oksiidikiht jääb puutumatuks.

Keemiline koostis vastavalt ASTM A240

Element	316Ti, UNS S31635 (massi%)
Süsinik, max	0.08
Kroom	16.0–18.0
Nikkel	10.0–14.0
Molübdeen	2.0–3.0
Titaan	5 x (C + N) min kuni 0,70 max
Lämmastik, max	0.10
Mangaan, max	2.00
Räni, max	0.75
Fosfor, max	0.045
Väävel, max	0.030

Titaani piirmäär on kirjutatud süsiniku pluss lämmastikusisalduse kordsena: titaani peab olema piisavalt, et siduda kogu süsinik ja lämmastik, kuid mitte nii palju, et jämedad titaaniühendid vähendaksid plastilisust. Tüüpilise süsinikusisalduse korral 0,05 protsenti on minimaalne titaanisisaldus umbes 0,30 protsenti.

Mehaanilised omadused, lõõmutatud

Kinnisvara	Väärtus
Tõmbetugevus, min (MPa)	515
0,2% voolavuspiir, min (MPa)	205
Pikendus 50 mm, min (%)	40
Kõvadus, max (HB)	217

Sensibiliseerimine ja teradevaheline korrosioonikindlus

Standard 316 muutub tundlikuks, kui seda hoitakse vahemikus umbes 425–850 C: kroomkarbiidid sadestuvad terade piiridel ja kroom-vaesestatud tsoonid korrodeeruvad eelistatavalt. See juhtub keevisõmbluste kuumusest{5}}mõjutatud tsoonis ja teenindusseadmetes, mis töötavad selles temperatuuriaknas. 316Ti-s tarbivad süsinikku hoopis titaankarbiidid, nii et terapiirid säilitavad kroomisisalduse. Sel põhjusel säilitavad 316Ti keevisõmblused korrosioonikindluse ilma-järgse keevisõmbluseta, mis on otsustav kulu- ja ajakava eelis keemiatehases ja elektriseadmetes.

Kõrge{0}}temperatuuri käitumine

Temperatuuril üle 600 C hoiab 316Ti suurema osa toatemperatuurist voolavuspiir kui stabiliseerimata 316, kuna peened titaankarbiidid kinnitavad mikrostruktuuri ja roomavad aeglaselt. See muudab selle praktiliseks valikuks ahju siseosade, väljalaskesüsteemide, katla viimistluse ja soojusvaheti komponentide jaoks, mis töötavad vahemikus 600–800 C, kus 316 pehmeneb märgatavalt. Nendel temperatuuridel püsivaks projekteerimiseks tuleks lubatud pinge siiski võtta standardi EN 1.4571 või UNS S31635 kooditabelitest.

Standardsed ekvivalendid ja vormid

316Ti on standardis ASTM A240 plaadi, lehe ja riba jaoks tähistatud UNS S31635 ja standardis EN 1.4571 terase nimega X6CrNiMoTi17-12-2 standardis EN 10088-2 lehtede ja ribade jaoks ning standardis EN 10088-3 vardade jaoks. Jaapani tähistust SUS316Ti katavad plaadid JIS G4304 ja vardad JIS G4303. Kõik tähised kirjeldavad sama titaaniga stabiliseeritud molübdeeni kandvat austeniitset terast ning piirkondlikud ekvivalendid lihtsustavad kohalikku sertifitseerimist ja hankimist.

Tüüpilised rakendused hõlmavad keevitatud keemilise protsessi torusid ja anumaid, kus keevisõmblust ei saa lõõmutada; mereriistvara ja avamere pealmine varustus; soojusvahetid ja kondensaatorid elektrijaamades; farmaatsia- ja biotehnoloogilised reaktorid; agressiivsete puhastustsüklitega toiduainete töötlemise seadmed; kõrge temperatuuriga-ahju ja heitgaaside komponendid.

KKK

Miks on 316Ti pärast keevitamist korrosioonikindlam kui 316?

Titaan seob süsinikku enne, kui kroom jõuab, nii et kroomi{0}}vaesestatud tsoonid, mis põhjustavad teradevahelist korrosiooni, ei teki kunagi. Terade piirid säilitavad oma kroomi ja passiivne kile jääb puutumatuks.

Kuidas titaanisisaldust kontrollitakse?

ASTM A240 nõuab titaani minimaalselt 5 x (C + N) kuni 0,70 protsendini. Liiga vähe titaani jätab süsiniku sidumata; liiga palju moodustab hapraid titaaniühendeid ja vähendab elastsust.

Kas 316Ti vajab järel{1}}keevituslõõmutamist?

Ei. See on selle valimise peamine põhjus. Stabiliseerimine hoiab ära sensibiliseerimise keevitussoojus-mõjutatud tsoonis, nii et keevitatud sõlme saab kohe kasutusele võtta.

Kas 316Ti sobib mereteenistuseks?

Jah, samades piirides, mis 316: 2-3-protsendiline molübdeen takistab merevees täppide tekkimist ja stabiliseerimine hoiab keevisõmblused helina. Tugeva pideva sukeldumise korral kaaluge dupleks- või superausteniitset klassi.

Mis vahe on 316Ti ja 321 vahel?

321, UNS S32100, on 304 titaan-stabiliseeritud versioon ja ei sisalda molübdeeni.. 316Ti lisab molübdeeni 316, tagades kloriidides parema täkke- ja pragukindluse ning samasuguse stabiliseerimise.

Kas 316Ti saab 316L asendada?

Sensibiliseerimisvahemikus olevate keevitatud konstruktsioonide jaoks on 316Ti sageli parem valik kui 316L, kui keevitatakse paksud sektsioonid või kui keevisõmbluse järgne lõõmutamine on ebapraktiline. Kui esmatähtis on maksimaalne keevitatavus ja madalaim süsinikusisaldus, jääb 316L standardiks.