316Ti ve 316L: Kaynaklı Yapılar için Stabilize ve Düşük-Karbonlu Östenitik Paslanmaz Çelik

316L, ortam ve orta sıcaklıklarda çoğu kaynaklı imalat için doğru varsayılandır, çünkü ultra-düşük karbon içeriği (maks. %0,030), standart tek- ve çok- geçişli kaynak sırasında hassasiyeti zaten önler.316Ti (UNS S31635)yerini yalnızca egzoz sistemleri, kazanlar ve bazı Avrupa basınçlı kap kodları gibi sürekli yüksek-sıcaklık hizmetlerinde (kabaca 425-815 derece / 800{-1500 derece F) kazanır; burada titanyum stabilizasyonu, uzun süre yüksek sıcaklığa maruz kalma durumunda karbür çökelmesine tek başına düşük karbondan daha iyi direnç gösterir.

316Ti ve 316L Paslanmaz Çelik Nedir?

316Ti (UNS S31635), Tip 316 paslanmaz çeliğin titanyum-stabilize edilmiş bir versiyonudur, 316L (UNS S31603) ise aynı temel alaşımın - ultra-düşük-karbonlu versiyonudur, her ikisi de aynı sorunu, kaynak sonrası tanecikler arası korozyonu, ancak iki farklı metalurjik yolla çözmek için mevcuttur.

Standart Tip316 paslanmaz çelikhassaslaşmaya eğilimlidir: kaynak sırasında, kaynağın yakınındaki metal (ısıdan-etkilenen bölge veya HAZ) 425-815 derece (800-1500 derece F) aralığında yavaşça soğuyarak kromun karbonla birleşmesine ve tane sınırlarında krom karbürler halinde çökelmesine olanak tanır.

Bu, kromu yerel olarak tüketerek tanecik-sınır bölgelerini tanecikler arası korozyona karşı savunmasız bırakır. 316L, karbonun çoğunu çıkararak çözer, böylece çökelecek çok az şey kalır. 316Ti bunu farklı şekilde çözer: titanyum karbürler oluşturmak için tercihen karbonla bağlanan titanyum ekler ve sıradan (daha yüksek) karbon seviyeleri hala mevcut olsa bile kromu pasif tabakayı korumak için serbest bırakır.

Kaynaklar: ASTM A240/A240M, ASTM A312/A312M, ASTM A276/A276M standart özellikleri.

316Ti ve 316L Kimyasal Bileşiminde Nasıl Karşılaştırılır?

316Ti ve 316L neredeyse aynı krom, nikel ve molibden aralıklarını paylaşıyor; belirleyici fark, 316Ti'nin 316L'nin karbonunun iki katından fazlasına izin vermesidir çünkü duyarlılığı kontrol eden düşük karbon değil titanyum ilavesidir.

Kaynak: UNS S31635 ve UNS S31603 için ASTM A240/A240M bileşim gereksinimleri.

Minimum titanyum sabit bir yüzde değildir; stabilizasyon oranı olarak ifade edilen, ısının gerçekte içerdiği karbon ve nitrojen içeriğine doğrudan bağlıdır.

Ti Stabilizasyon Oranı Nedir ve IGC Direncini Neden Kontrol Ediyor?

316Ti için ASTM A240 stabilizasyon gereksinimi, Ti'nin 5 x (%C + %N)'den büyük veya eşit olmasıdır; bu, kromun - yapamamasından önce mevcut her karbon ve nitrojen atomuyla bağlanmak için yeterli titanyumun mevcut olduğunu garanti eder, belirli bir ısının uygun şekilde stabilize edilip edilmediğini belirleyen ham titanyum yüzdesi değil, bu orandır.

Pratikte bu, 316Ti için bir değirmen sertifikasının yalnızca %0,70 maksimum titanyum tavanına göre değil, söz konusu spesifik ısının gerçek karbon ve nitrojen içeriğine göre de kontrol edilmesi gerektiği anlamına gelir. Maksimum %0,08'e yakın karbonlu bir ısı, %0,03'e yakın karbonlu bir ısıya göre tamamen stabil kalabilmek için orantılı olarak daha fazla titanyum gerektirir. EETA, 316Ti'yi tam değirmen test raporlarıyla (MTR'ler) sağlar, böylece stabilizasyon oranı ısıyla ısıyla doğrulanabilir.

316Ti ve 316L Farklı Sıcaklıklarda Hassaslaşmaya Nasıl Direnir?

316L, çoğu yapısal ve proses kaynağının geçtiği sıcaklık aralığı boyunca hassaslaşmaya yeterince direnç gösterir, ancak 316Ti çok daha uzun süre yüksek-sıcaklığa maruz kalma durumunda bu direnci korur, bu nedenle tek başına kaynak yapmak yerine sürekli yüksek-sıcaklık hizmeti için tasarlanmıştır.

Burada açıklanan hassaslaştırma davranışı, stabilize edilmiş ve düşük-karbonlu ostenitik kalitelere uygulanan yerleşik krom-karbür çökeltme mekanizmasını (ASTM A262 test yöntemleri) takip etmektedir.

316Ti ve 316L İçin Hangi Kaynak Dolgu Metali Kullanılmalıdır?

Hem 316Ti hem de 316L kaynakları neredeyse her zaman ER316L veya E316L dolgu metali ile yapılır, çünkü titanyum bir kaynak arkı boyunca güvenilir bir şekilde aktarılamaz -, 316Ti'nin stabilizasyon avantajının ana metali ve ısıdan- etkilenen bölgeyi koruduğu anlamına gelir, ancak kaynak birikintisinin kendisi tipik olarak tıpkı bir 316L kaynak gibi düşük karbona dayanır.

Bu, malzeme seçiminde sıklıkla gözden kaçırılan bir noktadır. Titanyum tercihen oksitlenir ve bir kaynak arkından aktarıldığında büyük ölçüde cüruf ve sıçrama halinde kaybolur, dolayısıyla titanyum-uyumlu dolgu metali standart ticari uygulama değildir. Pratik çıkarımlar:

Proje spesifikasyonu belirli bir nedenden dolayı uyumlu bir stabilize dolgu gerektirmediği sürece, hem 316Ti hem de 316L ana metal için ER316L (GTAW/GMAW) veya E316L-16/17 (SMAW) dolguyu belirtin

Kaynak metali, baz-metal kalitesinden bağımsız olarak etkili bir şekilde düşük-karbonlu olduğundan, kaynak birikintisinin korozyon performansı her iki durumda da 316L-tipi kimya tarafından yönetilir

316Ti'nin stabilizasyon avantajı, etkilenmeyen ana metalde ve orijinal titanyum-karbon dengesinin korunduğu dış HAZ'da gerçekleştirilir

Kaynak sonrası temizleme (ASTM A967'ye göre asitleme ve pasifleştirme), ısıyla renk tonunu kaldırmak ve kaynaktaki pasif tabakayı eski haline getirmek için her iki kalite için de gerekli olmaya devam ediyor

316Ti ve 316L'nin Mekanik Özellikleri Nasıl Karşılaştırılır?

316Ti, tavlanmış durumda 316L'ye göre biraz daha yüksek bir minimum akma ve çekme mukavemetine sahiptir ve her iki kalite de aynı minimum uzamayı paylaşırken, sürekli yüksek sıcaklıklarda mukavemeti daha iyi korur.

Kaynak: UNS S31635 ve UNS S31603 için ASTM A240/A240M minimum mekanik özellik gereksinimleri, oda sıcaklığı, tavlanmış durum.

316Ti ve 316L Genel Çukurlaşma ve Aralık Korozyonu Direnci Açısından Farklı mı?

Hayır - 316Ti ve 316L esas olarak aynı genel oyuklanma ve çatlak korozyon direncine sahiptir, çünkü titanyum PREN formülünde bir terim değildir ve her iki kalite de aynı krom, molibden ve nitrojen aralıklarını paylaşır; aralarındaki tüm fark, kaynak veya ısıya maruz kalma sonrasında tanecikler arası korozyon direncidir, klorür çukurlaşmasına karşı direnç değildir.

Hangi Sektörler ve Uygulamalar Her Sınıfı Tercih Ediyor?

316L, ortam ve orta sıcaklıklardaki genel kaynaklı imalat, gıda, ilaç ve mimari işlerinde hakimdir; 316Ti ise esas olarak sürekli yüksek- sıcaklıktaki ekipmanlar için ve stabilize kaliteler için tarihsel bir tercihe sahip bölgeler veya kodlar için belirtilir.

316Ti ile 316L Arasında Maliyet ve Kullanılabilirlik Nasıl Karşılaştırılır?

316Ti genellikle 316L'nin üzerinde yalnızca mütevazi bir maliyet primi taşır; genellikle kabaca yüzde 5 ila 15 aralığındadır, ancak pratik bulunabilirliği bölgesel olarak çok daha dengesizdir - 316L esasen her yerde stoklanırken 316Ti Avrupa'da daha yaygındır ve başka yerlerde daha uzun teslim süreleri veya minimum fabrika siparişleri taşıyabilir.

Alaşım maliyet etkeni: Titanyum nispeten düşük-maliyet dengeleyici bir eklentidir, dolayısıyla 316L'nin üzerindeki 316Ti'nin ham-madde primi, örneğin 316L'nin üzerindeki %6 molibden süper-östenitik kalitenin priminden çok daha küçüktür.

Bölgesel stoklama: 316Ti geleneksel olarak Avrupa pazarında daha yaygındır (DIN/EN spesifikasyonlarındaki uzun geçmişini yansıtır), 316L ise çoğu Kuzey Amerika ve Asya tedarik zincirinde varsayılan paslanmaz stoktur.

Teslim süresi: 316Ti'yi ana stoklama bölgeleri dışında belirtmek, stoktan teslim- yerine fabrika-sipariş teslim süreleri anlamına gelebilir - bir plan yapmadan önce kullanılabilirliği onaylayın

İkame eğilimi: Modern L-kaliteleri, bir zamanlar stabilizasyon gerektiren hizmet koşullarının çoğunu kapsadığından, birçok spesifikasyon varsayılan olarak 316L'ye kaymıştır ve 316Ti'yi, hala açıkça haklı olduğu belirli yüksek-sıcaklık durumları için ayırmıştır

316L Yerine Ne Zaman 316Ti Seçmelisiniz?

Bileşen 425-815 derece hassaslaştırma aralığında sürekli hizmet göreceğinde, geçerli bir kod veya müşteri spesifikasyonu stabilize bir kalite gerektirdiğinde veya mevcut bir 316Ti sistemiyle eşleştiğinde 316Ti'yi seçin; Standart ortam sıcaklığı ve orta sıcaklıktaki kaynaklı imalat dahil olmak üzere esas olarak diğer her şey için 316L'yi seçin.

• Bileşen 425-815 derece (800-1500 derece F) aralığında sürekli veya tekrarlı olarak çalışır → 316Ti
• Geçerli tasarım kodu, müşteri spesifikasyonu veya mevcut tesis standardı, stabilize bir kalite gerektirir → 316Ti
• Malzeme tutarlılığı için mevcut 316Ti sisteminin (egzoz, kazan, ısı eşanjörü) değiştirilmesi veya genişletilmesi → 316Ti
• Standart ortam-ile-orta-sıcaklıktaki kaynaklı yapılar, tanklar ve borular → 316L
• Yüksek-sıcaklığa maruz kalmayan gıda, ilaç veya mimari uygulama → 316L
• Proje takvimi, 316Ti teslim süresinin kabul edilebilir olduğu onaylanmadıkça, Kuzey Amerika veya Asya → 316L'deki -stok stok durumuna bağlıdır

Soruyu yönlendiren endişe yüksek-sıcaklık duyarlılığından ziyade klorür veya deniz suyu korozyonuysa, her iki sınıf da doğru başlangıç ​​noktası değildir - bunun yerine 254SMO gibi daha yüksek-PREN sınıfı veya dubleks paslanmaz çelik değerlendirilmelidir.

Sıkça Sorulan Sorular

S: 316Ti, 316L'den daha mı güçlü?

C: Evet, orta düzeyde. 316Ti, ASTM A240 uyarınca 316L için 170 MPa'ya karşı 205 MPa'lık bir minimum akma mukavemetine ve 485 MPa'ya karşı 515 MPa'lık bir minimum gerilme mukavemetine sahiptir. Her ikisi de aynı %40 minimum uzamayı paylaşıyor.

S: 316Ti'yi, ana metalle tam olarak eşleşecek şekilde titanyum-yatak metaliyle kaynak yapabilir miyim?

C: Standart ticari uygulamada hayır. Titanyum tercihen oksitlenir ve kaynak arkı boyunca güvenilir bir şekilde aktarılmaz, bu nedenle hem 316Ti hem de 316L kaynakları için ER316L veya E316L dolgu maddesi kullanılır. Bu nedenle kaynak birikintisinin kendisi, hangi baz metalin birleştirildiğine bakılmaksızın düşük-karbon kimyasına tabidir.

S: 316Ti, 321 paslanmaz çelikle aynı mıdır?

C: Hayır. Her ikisi de stabilize edilmiş östenitik kalitelerdir, ancak 321, niyobyum-içermeyen ile stabilize edilir ve molibden içermeyen 18Cr-8Ni (304-tipi) ailesini temel alır; 316Ti ise titanyum stabilizasyonlu molibden taşıyan 316-tip ailesini temel alır. 316Bu nedenle, çukurlaşma ve çatlak korozyonuna karşı anlamlı derecede daha iyi bir dirence sahiptir Molibden içeriği nedeniyle 321'den fazla.

S: 316L'nin bunun yerine stabilize edilmiş bir kaliteye ihtiyacı olur mu?

C: Evet, özellikle 425-815 derece hassaslaştırma aralığında sürekli yüksek-sıcaklık hizmeti için veya geçerli bir yasa veya spesifikasyonun stabilize bir derece gerektirdiği durumlarda. Standart ortam sıcaklığı ve orta sıcaklıktaki kaynaklı imalat için 316L'nin düşük karbonu normalde tek başına yeterlidir.

S: 316Ti ve 316L, deniz suyu veya klorür hizmeti için birbirleriyle değiştirilebilir mi?

C: Gerçekten evet, çünkü titanyum oyuklanma veya çatlak korozyonu direncini iyileştirmez - her iki kalite de esas olarak aynı PREN'i paylaşır. Agresif klorür veya tam deniz suyuna maruz kalma durumlarında da tercih edilen seçenek değildir; 254SMO gibi daha yüksek-molibden sınıfı bu hizmet için uygun yükseltme yoludur.