316 vs 316Ti Steel Plate: Ποιο είναι καλύτερο;

Nείτε η κατηγορία είναι γενικά "καλύτερη". 316 είναι η πιο οικονομική, ευρέως διαθέσιμη επιλογή για εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε κατάσταση ανόπτησης. 316Το Ti κερδίζει τα μέγιστα όταν τα συγκολλημένα εξαρτήματα βλέπουν σταθερές θερμοκρασίες μεταξύ 425 βαθμών και 850 μοιρών χωρίς θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση - μια κατάσταση όπου η τυπική ευαισθησία 316 δεν είναι ευαίσθητη και η τυπική 316 δεν είναι ευαίσθητη.

Πριν βουτήξετε σε τεχνικές λεπτομέρειες, εδώ είναι η άμεση σύγκριση που απαντά στην πρώτη ερώτηση των περισσότερων αγοραστών. Ο πίνακας χρησιμοποιεί μια πράσινη επισήμανση για να δείξει ποιος βαθμός έχει το πλεονέκτημα σε κάθε κατηγορία:

Κατηγορία απόδοσης	316 Πρότυπο	316Ti
Αντοχή στην ευαισθητοποίηση (συγκολλημένο, χωρίς ανόπτηση)	Φτωχά καρβίδια - σχηματίζονται σε όρια κόκκων πάνω από 425 μοίρες	Το εξαιρετικό - Ti δεσμεύει τον άνθρακα, αποτρέπει την ευαισθητοποίηση
Αντοχή στη διάβρωση της βάσης (ανοπτημένη)	Εξαιρετικό - ισοδύναμο με 316Ti σε κατάσταση μύλου	Εξαιρετικό - ίσο με 316 σε κατάσταση ανόπτησης
High-temperature strength (>500 μοίρες)	Μέτριος	Ελαφρώς καλύτερα - Ti pins όρια κόκκων
Αντίσταση διάτρησης (PREN)	Ίσο - PREN ≈25 και για τους δύο βαθμούς	Ισοδυναμεί με - ίδιο περιεχόμενο Cr και Mo
Κόστος υλικού	Κάτω - χωρίς προσθήκη τιτανίου	5–15% premium πάνω από 316
Παγκόσμια διαθεσιμότητα	Εξαιρετικό εμπόρευμα - αποθηκευμένο παντού	Το καλό - μπορεί να απαιτεί παραγγελία σε ορισμένες αγορές
μηχανική ικανότητα	Καλός	Ελαφρώς πιο δύσκολο λόγω των εγκλεισμάτων TiC
Αντοχή στη διάβρωση της ζώνης συγκόλλησης (χωρίς ανόπτηση)	Μειωμένος - κίνδυνος ευαισθητοποίησης σε HAZ	Η πλήρης αντίσταση διατηρείται στο HAZ
Ποιότητα φινιρίσματος επιφάνειας (πλάκα)	Εξαιρετική - πιο λεία, χωρίς σημάδια στην επιφάνεια TiC	Τα καλά - σωματίδια TiC μπορούν να προκαλέσουν μικρές επιφανειακές ατέλειες
Συμμόρφωση: πυρηνικός κώδικας και κώδικας τροφίμων	Ευρέως αποδεκτό	Δεκτός; επαληθεύστε Ti με αρχή κωδικού

Και οι δύο ποιότητες ανήκουν στην οικογένεια 316 μολυβδαίνιων-που φέρουν ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες. Η οικογένεια χαρακτηρίζεται από 16–18% χρώμιο, 10–14% νικέλιο και 2–3% μολυβδαίνιο -, ένας συνδυασμός που προσφέρει καλή γενική αντοχή στη διάβρωση και στοχεύει συγκεκριμένα στην αντίσταση στο χλώριο, μια αδυναμία της παλαιότερης οικογένειας 304.

AISI 316 (UNS S31600) είναι το τυπικό άλογο εργασίας της οικογένειας, που χρησιμοποιείται στην επεξεργασία τροφίμων, τη φαρμακευτική παραγωγή, το θαλάσσιο υλικό, το χημικό εργοστάσιο και τις αρχιτεκτονικές εφαρμογές. Είναι μια από τις πιο ευρέως παραγόμενες ποιότητες ανοξείδωτου χάλυβα στον κόσμο, με ευρεία διαθεσιμότητα αποθεμάτων και ανταγωνιστικές τιμές.

AISI 316Ti (UNS S31635) προσθέτει μια σκόπιμη προσθήκη τιτανίου - τυπικά 5 × %C έως 0,70% κατά βάρος - στην τυπική σύνθεση 316. Αυτό το τιτάνιο δρα ως «καθαριστής άνθρακα»: έχει ισχυρότερη χημική συγγένεια για τον άνθρακα από το χρώμιο, έτσι σε υψηλές θερμοκρασίες ο άνθρακας σχηματίζει κατά προτίμηση καρβίδια τιτανίου (TiC) παρά καρβίδια χρωμίου (Cr23C6). Αυτό είναι ολόκληρο το σκεπτικό της μηχανικής για την ύπαρξη του 316Ti.

Οι χημικές συνθέσεις ανά ASTM A240 είναι σχεδόν πανομοιότυπες εκτός από την προσθήκη τιτανίου στο 316Ti και την αντίστοιχη διαφορά περιθωρίου άνθρακα:

Στοιχείο	316 (ASTM A240)	316Ti (ASTM A240)	Σημασία
Chromium (Cr)	16.0–18.0%	16.0–18.0%	Ίδια - γραμμή βάσης αντίστασης στη διάβρωση
Νικέλιο (Ni)	10.0–14.0%	10.0–14.0%	Ίδιος σταθεροποιητής ωστενίτη -
Μολυβδαίνιο (Mo)	2.0–3.0%	2.0–3.0%	Ίδια αντίσταση διάτρησης -
Άνθρακας (C)	Λιγότερο ή ίσο με 0,08%	Λιγότερο ή ίσο με 0,08%	Ίδιο μέγ. αλλά το Ti εξουδετερώνει το C στο 316Ti
Τιτάνιο (Ti)	Δεν προστέθηκε	5×C min, μικρότερο ή ίσο με 0,70%	Το κλειδί διαφοροποίησης - σταθεροποιείται έναντι ευαισθητοποίησης
Άζωτο (Ν)	Λιγότερο ή ίσο με 0,10%	Λιγότερο ή ίσο με 0,10%	Ιδιο
Μαγγάνιο (Mn)	Λιγότερο ή ίσο με 2,00%	Λιγότερο ή ίσο με 2,00%	Ιδιο
Πυρίτιο (Si)	Λιγότερο ή ίσο με 0,75%	Λιγότερο ή ίσο με 0,75%	Ιδιο
Φώσφορος (P)	Λιγότερο ή ίσο με 0,045%	Λιγότερο ή ίσο με 0,045%	Ιδιο
Θείο (S)	Μικρότερο ή ίσο με 0,030%	Μικρότερο ή ίσο με 0,030%	Ιδιο

Ο τύπος ελάχιστου τιτανίου (5 × %C) διασφαλίζει ότι υπάρχει πάντα αρκετό τιτάνιο ώστε να δεσμεύεται όλος ο διαθέσιμος άνθρακας ως TiC προτού σχηματιστεί καρβίδιο του χρωμίου. Για πλάκα με μέγιστο άνθρακα 0,08%, αυτό σημαίνει ότι πρέπει να υπάρχει τουλάχιστον 0,40% τιτάνιο. Στην πράξη, οι περισσότεροι παραγωγοί στοχεύουν 0,40–0,60% Ti για αξιόπιστη σταθεροποίηση.

Για να καταλάβετε γιατί υπάρχει το 316Ti, πρέπει να κατανοήσετε την ευαισθητοποίηση. Όταν οι τυπικοί ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες όπως ο 316 εκτίθενται σε θερμοκρασίες μεταξύ 425 μοιρών και 850 μοιρών -, ένα εύρος που ονομάζεται εύρος ευαισθητοποίησης ή εύρος κατακρήμνισης καρβιδίου - άτομα άνθρακα που κανονικά διατηρούνται σε στερεό διάλυμα μεταναστεύουν στα όρια των κόκκων και συνδυάζονται με κοντινά άτομα άνθρακος ₃C3C για να σχηματιστούν άτομα άνθρακα33C.

The Sensitization Problem Why 316Ti Was Invented

Η συνέπεια είναι μια ζώνη εξαντλημένης-χρώμιου αμέσως δίπλα σε κάθε όριο κόκκων. Αυτές οι εξαντλημένες ζώνες, όπου η τοπική περιεκτικότητα σε χρώμιο πέφτει κάτω από το κρίσιμο όριο ~11% για παθητικότητα, γίνονται ιδιαίτερα ευαίσθητες σε διαβρωτικές προσβολές - ιδιαίτερα από οξέα. Η προκύπτουσα κατάσταση αστοχίας, που ονομάζεται διακοκκώδης διάβρωση ή αποσύνθεση συγκόλλησης, μπορεί να προκαλέσει ταχεία και δομικά σημαντική απώλεια υλικού.

Η συγκόλληση είναι η πιο κοινή αιτία. Η επηρεαζόμενη από τη θερμότητα ζώνη (HAZ) μιας συγκόλλησης διέρχεται από το εύρος θερμοκρασίας ευαισθητοποίησης τόσο κατά τη θέρμανση όσο και κατά την ψύξη. Σε ένα εξάρτημα που συγκολλάται και στη συνέχεια τίθεται απευθείας σε λειτουργία - χωρίς μετά-διάλυμα συγκόλλησης ανόπτησης θερμικής επεξεργασίας για την εκ νέου-διάλυση των καρβιδίων - αυτή η ζώνη είναι μόνιμα ευαισθητοποιημένη.

Το 316Ti εξαλείφει αυτόν τον κίνδυνο παρέχοντας μια «παγίδα» άνθρακα με τη μορφή τιτανίου. Επειδή το TiC είναι πιο θερμοδυναμικά σταθερό από το Cr23C6 υπό τις ίδιες συνθήκες, το τιτάνιο δεσμεύει τον άνθρακα πριν συμβεί οποιαδήποτε εξάντληση χρωμίου. Το αποτέλεσμα: Το 316Ti μπορεί να συγκολληθεί χωρίς-ανόπτηση μετά τη συγκόλληση και θα διατηρήσει την πλήρη αντίστασή του στη διάβρωση στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-.

Στην κατάσταση ανόπτησης, και οι δύο ποιότητες πληρούν τις ίδιες ελάχιστες απαιτήσεις ASTM A240. Σε υψηλές θερμοκρασίες, το 316Ti έχει ένα μικρό πλεονέκτημα στη διατήρηση της αντοχής:

Μηχανική Ιδιότητα	316 (ASTM A240, RT)	316Ti (ASTM A240, RT)	Ποιο είναι καλύτερο;
Ελάχ. αντοχή σε εφελκυσμό	Μεγαλύτερο ή ίσο με 515 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 515 MPa	Ίσο σε θερμοκρασία δωματίου
Ελάχ. αντοχή διαρροής	Μεγαλύτερο ή ίσο με 205 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 205 MPa	Ίσο σε θερμοκρασία δωματίου
Ελάχ. επιμήκυνση	Μεγαλύτερο ή ίσο με 40%	Μεγαλύτερο ή ίσο με 40%	Ισος
Σκληρότητα (μέγ.)	Μικρότερο ή ίσο με 217 HB	Μικρότερο ή ίσο με 217 HB	Ισος
Εφελκυσμός στους 500 βαθμούς	~380 MPa (τυπ.)	~400 MPa (τυπ.)	316Ti λίγο καλύτερα
Απόδοση στους 500 βαθμούς	~130 MPa (τυπ.)	~145 MPa (τυπ.)	316Ti λίγο καλύτερα
Creep strength (long-term, >500 μοίρες)	Πρότυπο	Βελτιωμένο (καρφίτσωμα ορίων κόκκων Ti)	316Ti καλύτερα

Αυτή είναι η καθοριστική διάσταση απόδοσης. Η συμπεριφορά και των δύο βαθμών αποκλίνει δραματικά ανάλογα με το αν το υλικό έχει συγκολληθεί χωρίς ανόπτηση μετά-συγκόλλησης:

Μηχανισμός Διάβρωσης	316 - Ανοπτήθηκε	316 - Συγκολλημένο (χωρίς ανόπτηση)	316Ti - Είτε συνθήκη
Αντίσταση διάτρησης (PREN ≈25)	Εξοχος	Μειωμένο σε HAZ	Εξοχος
Διάβρωση ρωγμών	Καλός	Καλός	Καλός
Διακοκκώδης διάβρωση	Εξοχος	Ευαίσθητο σε HAZ	Εξοχος
Ρηγμάτωση λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης (SCC)	Μέτριος	Μέτριος	Μέτριος
Ομοιόμορφη όξινη διάβρωση	Καλός	Καλό (χύμα)	Καλός
Αποσύνθεση συγκόλλησης (σε-προσβολή με οξύ)	Δεν ισχύει - μόνο ανόπτηση	Υψηλός κίνδυνος	Δεν ισχύει - σταθεροποιήθηκε

Ιδιοκτησία	316 Πρότυπο	316Ti
Πυκνότητα	7,98 g/cm³	7,96 g/cm³ (Ti μειώνει ελαφρώς την πυκνότητα)
Εύρος τήξης	1375–1400 μοίρες	1370–1400 μοίρες
Θερμική αγωγιμότητα	~14,4 W/(m·K) στους 100 βαθμούς	~14,2 W/(m·K) στους 100 βαθμούς
Θερμική διαστολή (20–100 μοίρες)	16,5 μm/(m· βαθμός )	16,0 μm/(m· βαθμός )
Μέτρο ελαστικότητας	193 GPa	193 GPa
Μέγιστη θερμοκρασία εξυπηρέτησης. (συνέχεια)	870 μοίρες	870 μοίρες
Μαγνητική διαπερατότητα	Μη-μαγνητικό	Μη-μαγνητικό
Ελάχ. θερμοκρασία εξυπηρέτησης.	−196 βαθμοί (κρυογονική ικανότητα)	−196 βαθμοί (κρυογονική ικανότητα)

Για τις περισσότερες ομάδες προμηθειών, το κόστος και ο χρόνος παράδοσης είναι εξίσου σημαντικά με την τεχνική απόδοση. Εδώ είναι η εμπορική πραγματικότητα και των δύο βαθμών:

Εμπορικός παράγοντας	316 Πρότυπο	316Ti
Σχετικό κόστος υλικού	Βασική γραμμή	5–15% premium (επιπλέον χρέωση Ti)
Διαθεσιμότητα αποθέματος	Άμεσα από παγκόσμιους διανομείς	Μετοχές σε βασικές αγορές. μύλος παραγγελία σε άλλους
Τυποποιημένες φόρμες προϊόντων	Πλάκα, φύλλο, σωλήνας, ράβδος, εξαρτήματα, φλάντζες	Πλάκα, φύλλο, σωλήνας, ράβδος (εξαρτήματα σωλήνων λιγότερο συνηθισμένα)
Τυπικά πάχη πλάκας εφοδιασμένα	1–100 mm (τα περισσότερα μεγέθη)	3–50 χλστ. (παχύτερο=μύλος παραγγελίας)
Πιστοποιητικό δοκιμής μύλου. πρότυπο	EL 10204 2.2 ή 3.1	EL 10204 3.1 (απαιτείται επαλήθευση Ti)
Χρόνος παράδοσης (μη-μεγέθη μετοχών)	2-4 εβδομάδες	6–12 εβδομάδες (ελασματουργία)

Η απάντηση βασίζεται στη μηχανική-και όχι στο κόστος-. Κάντε πρώτα μια ερώτηση στον εαυτό σας: οποιοδήποτε συγκολλημένο τμήμα αυτής της πλάκας θα εκτεθεί σε θερμοκρασίες μεταξύ 425 μοιρών και 850 μοιρών κατά τη λειτουργία, χωρίς πλήρη ανόπτηση διαλύματος συγκόλλησης μετά-; Εάν ναι, καθορίστε 316Ti. Αν όχι, το 316 είναι η σωστή και πιο οικονομική επιλογή.

Επιλέξτε 316Ti όταν:

Οι ζώνες συγκόλλησης θα εκτεθούν σε θερμοκρασίες λειτουργίας 425–850 μοιρών

Η μετά{0}}ανόπτηση συγκόλλησης δεν είναι πρακτική ή απαγορεύεται

Κατασκευή βαριάς διατομής με πολλαπλά περάσματα συγκόλλησης

Ζεστά περιβάλλοντα με συμπυκνωμένο θειικό ή φωσφορικό οξύ

Η μακροχρόνια- διάρκεια ζωής είναι κρίσιμη και η εκ νέου-επιθεώρηση είναι δύσκολη

Επιλέξτε 316 όταν:

Τα εξαρτήματα θα χρησιμοποιηθούν μόνο σε κατάσταση ανόπτησης (μύλος-προμήθειας).

Η συγκόλληση θα ακολουθηθεί από πλήρη ανόπτηση διαλύματος

Ο προϋπολογισμός και η διαθεσιμότητα υλικού είναι πρωταρχικοί περιορισμοί

Η θερμοκρασία εφαρμογής παραμένει κάτω από 400 βαθμούς σε συνεχή λειτουργία

Οι στενές ανοχές διαστάσεων απαιτούν λεπτή κατεργασία

Εάν το εξάρτημά σας θα χρησιμοποιηθεί αυστηρά σε κατάσταση ανόπτησης πλάκας - χωρίς συγκόλληση ή με συγκόλληση που ακολουθείται από ανόπτηση πλήρους διαλύματος -, δεν υπάρχει λόγος απόδοσης να πληρώσετε το ασφάλιστρο 316Ti. Οι δύο ποιότητες είναι ουσιαστικά ισοδύναμες ως προς την αντοχή στη διάβρωση και τις μηχανικές ιδιότητες όταν και οι δύο βρίσκονται σε κατάσταση ανόπτησης.

316 Εφαρμογές πλακών από ανοξείδωτο χάλυβα

Εξοπλισμός επεξεργασίας τροφίμων και ποτών (δεξαμενές, μεταφορείς, επιφάνειες εργασίας)

Δοχεία και σωληνώσεις φαρμακευτικής παραγωγής (χρησιμοποιούνται ανοπτημένα, καθαρισμένα τακτικά)

Εξοπλισμός και εξαρτήματα θαλάσσης (εξοπλισμός καταστρώματος, κιγκλιδώματα, συστήματα εξάτμισης πλοίων)

Αρχιτεκτονική επένδυση, καλύμματα στηλών και πάνελ προσόψεων

Σωληνώσεις χημικών εγκαταστάσεων και εναλλάκτες θερμότητας που λειτουργούν κάτω από 400 βαθμούς

Ιατρικά και χειρουργικά εργαλεία και εξοπλισμός

Εφαρμογές πλακών από ανοξείδωτο χάλυβα 316Ti

Κελύφη λέβητα, περίβλημα εξοικονομητή και κεφαλές εναλλάκτη θερμότητας που λειτουργούν πάνω από 500 μοίρες

Σκάφη διυλιστηρίου πετροχημικών και σωληνώσεις που κατασκευάζονται με συγκόλληση χωρίς ανόπτηση μετά-συγκόλλησης

Στοιχεία συστήματος αποθείωσης καυσαερίων (FGD) όπου υπάρχει όξινο συμπύκνωμα

Χημικοί αντιδραστήρες υψηλής-θερμοκρασίας που χειρίζονται οργανικά οξέα

Στοιχεία του συστήματος ατμού και συμπυκνωμάτων σταθμού ηλεκτροπαραγωγής

Συστήματα CIP γαλακτοκομικών και ζυθοποιίας (καθαρά-επί τόπου-) με κύκλους βαριάς συγκόλλησης και καθαρισμού με οξύ

Ε: Είναι το 316Ti καλύτερο από το 316 σε όλες τις περιπτώσεις;

Α: Όχι. 316Το Ti είναι ιδιαίτερα καλύτερο όταν τα συγκολλημένα εξαρτήματα λειτουργούν στο εύρος θερμοκρασίας ευαισθητοποίησης (425–850 μοίρες ) χωρίς ανόπτηση μετά-συγκόλλησης. Σε κατάσταση ανόπτησης, και οι δύο ποιότητες προσφέρουν ισοδύναμη αντοχή στη διάβρωση και μηχανικές ιδιότητες. Το πρότυπο 316 προτιμάται όταν το κόστος, η διαθεσιμότητα και η μηχανική ικανότητα αποτελούν προτεραιότητα.

Ε: Μπορώ να αντικαταστήσω το 316Ti με το 316 χωρίς αλλαγές σχεδιασμού;

Α: Ναι, στις περισσότερες περιπτώσεις. 316Ti είναι μια πτώση-στην αναβάθμιση σε σχέση με τα 316 - ίδια πρότυπα διαστάσεων, τα ίδια μηχανικά ελάχιστα, την ίδια αντίσταση στη διάβρωση στην κατάσταση ανόπτησης. Οι διαδικασίες κατασκευής για τη συγκόλληση ενδέχεται να διαφέρουν ελαφρώς (χρησιμοποιείται μέταλλο πλήρωσης 316Ti ή πληρωτικό 316L). Πάντα να επιβεβαιώνετε με τον ισχύοντα κωδικό σχεδιασμού (ASME, EN, κ.λπ.) ότι το 316Ti αναφέρεται για την κατηγορία πίεσης και τις συνθήκες συντήρησης.

Ε: Είναι το 316Ti ίδιο με το 316L όσον αφορά την απόδοση συγκόλλησης;

A: Όχι. 316L (χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, μικρότερο από ή ίσο με 0,030% C) μειώνει τον - αλλά δεν εξαλείφει τον κίνδυνο ευαισθητοποίησης - περιορίζοντας την ποσότητα άνθρακα που διατίθεται για το σχηματισμό καρβιδίων χρωμίου. Σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες ή με αργή ψύξη, το 316L μπορεί ακόμα να ευαισθητοποιήσει. 316Το Ti εξαλείφει τον κίνδυνο παγιδεύοντας τον άνθρακα ως TiC ανεξάρτητα από την έκθεση σε θερμοκρασία. Για τις πιο απαιτητικές εφαρμογές, το 316Ti παρέχει την πιο αξιόπιστη προστασία.

Ε: Τι μέταλλο πλήρωσης πρέπει να χρησιμοποιήσω για τη συγκόλληση του 316Ti;

Α: Η τυπική σύσταση είναι το σύρμα πλήρωσης ER316Ti ή το ηλεκτρόδιο E316Ti, το οποίο ταιριάζει με τη χημεία του βασικού μετάλλου, συμπεριλαμβανομένου του σταθεροποιητή τιτανίου. Εναλλακτικά, το ER316L (χαμηλού άνθρακα, χωρίς τιτάνιο) χρησιμοποιείται ευρέως για συγκολλήσεις 316Ti σε εφαρμογές χαμηλότερης-θερμοκρασίας επειδή το ίδιο το μέταλλο συγκόλλησης δεν είναι σταθεροποιημένο -, ωστόσο, το βασικό μέταλλο 316Ti είναι. Να συμβουλεύεστε πάντα τις ισχύουσες προδιαγραφές διαδικασίας συγκόλλησης (WPS) για την εφαρμογή σας.

Ε: Ποιες είναι οι διεθνείς ονομασίες για το 316Ti;

Α: Το 316Ti είναι γνωστό με πολλές ισοδύναμες ονομασίες: AISI 316Ti (ΗΠΑ), UNS S31635 (ΗΠΑ), EN 1.4571 (Ευρώπη), X6CrNiMoTi17-12-2 (Γερμανικό/Ευρωπαϊκό χημικό σύμβολο) και GOST 100Kh1TNR13Kh1. Όταν παραγγέλνετε διεθνώς, επιβεβαιώστε τη χημική σύνθεση και την αναφορά δοκιμής αντί να βασίζεστε μόνο στην ονομασία, καθώς οι συμβάσεις ονομασίας «316Ti» διαφέρουν ελαφρώς ανάλογα με το πρότυπο.