محتويات
يعرض
1. ملخص تنفيذي
316Ti عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي يعتمد على السلسلة 300 (316) الكيمياء مع إضافة متعمدة ل التيتانيوم لتحقيق الاستقرار في الكربون.
يربط التيتانيوم الكربون على شكل كربيدات تيتانيوم مستقرة, منع ترسيب كربيد الكروم عند حدود الحبوب عندما تتعرض السبيكة لدرجات حرارة في نطاق التحسس.
والنتيجة هي سبيكة ذات مقاومة للتآكل 316 بالإضافة إلى تحسين المقاومة للتآكل الحبيبي بعد التعرض لدرجات الحرارة العالية.
316يتم تحديد Ti بشكل شائع للمكونات التي يجب أن تعمل أو يتم تصنيعها في ~425-900 درجة مئوية نافذة درجة الحرارة (الجمعيات الملحومة, مكونات النبات المعرضة للحرارة) حيث قد تكون الدرجات المنخفضة الكربون وحدها غير كافية.
2. ما هو 316تي الفولاذ المقاوم للصدأ?
316تي هو استقرت التيتانيوم, الأوستنيتي الحامل للموليبدينوم الفولاذ المقاوم للصدأ تم تطويره لتعزيز مقاومة التآكل الحبيبي بعد اللحام أو التعرض لفترات طويلة لدرجات حرارة مرتفعة.
وذلك بإضافة التيتانيوم بنسب محكومة, يتم ربط الكربون بشكل تفضيلي على شكل كربيدات تيتانيوم مستقرة بدلاً من كربيدات الكروم.
تحافظ آلية التثبيت هذه على الكروم عند حدود الحبوب وتقلل بشكل كبير من مخاطر التحسس في نطاق درجة الحرارة الذي يتراوح بين 425-850 درجة مئوية تقريبًا (800-1560 درجة فهرنهايت).
نتيجة ل, 316يعتبر Ti مناسبًا بشكل خاص للمكونات التي سيتم لحامها ووضعها في الخدمة دون التلدين بمحلول ما بعد اللحام, أو للتطبيقات التي تنطوي على التعرض الحراري الدوري أو المستمر.
فهو يجمع بين مقاومة تآكل الكلوريد التقليدية 316 الفولاذ المقاوم للصدأ مع تحسين الاستقرار الهيكلي في درجات حرارة مرتفعة. تشمل المعرفات الدولية الشائعة الولايات المتحدة S31635 و في 1.4571.
التسميات القياسية & المعادلات العالمية
| منطقة / النظام القياسي | التعيين المعادل |
| نحن (الولايات المتحدة الأمريكية) | S31635 |
| في / من (أوروبا) | 1.4571 |
| اسم المادة DIN | x6crnimoti17-12-2 |
| أستم / إيسي | 316ل |
| هو (اليابان) | SUS316TI |
| غيغابايت (الصين) | 06CR17NI12MO2TI |
| ايزو / دولي | يشار عادة إلى في 1.4571 عائلة |
| رقم المادة | رقم دبليو. 1.4571 |
المتغيرات الرئيسية والدرجات ذات الصلة
- 316ل (الولايات المتحدة S31635 / في 1.4571)
شكل التيتانيوم المستقر 316 الفولاذ المقاوم للصدأ, مخصص للهياكل أو المكونات الملحومة المعرضة لدرجات حرارة متوسطة ومرتفعة حيث تكون مقاومة التحسس أمرًا بالغ الأهمية. - 316 (الولايات المتحدة S31600 / في 1.4401)
درجة سبائك الموليبدينوم الأساسية دون تثبيت. مناسب عندما تكون المعالجة الحرارية بعد اللحام ممكنة أو عندما يكون التعرض الحراري محدودًا. - 316ل (الولايات المتحدة S31603 / في 1.4404)
بديل منخفض الكربون لتقليل مخاطر التوعية من خلال التحكم في الكربون بدلاً من تثبيته. يشيع استخدامها في أوعية الضغط, الأنابيب, والمعدات الصيدلانية. - 321 (في 1.4541)
سبائك التيتانيوم المستقرة على أساس 304 كيمياء الفولاذ المقاوم للصدأ. يستخدم عندما لا يكون الموليبدينوم مطلوبًا ولكن التثبيت لا يزال ضروريًا. - 347 (الفولاذ المقاوم للصدأ المستقر Nb)
يستخدم النيوبيوم بدلاً من التيتانيوم لتثبيت الكربيد. يقدم مقاومة مماثلة للتآكل بين الحبيبات, غالبًا ما يُفضل في بعض رموز معدات الضغط العالي الحرارة. - 316ح / 316إل إن
المتغيرات الأمثل لقوة درجات الحرارة العالية (316ح) أو زيادة محتوى النيتروجين (316إل إن). تعمل هذه الدرجات على تحسين الأداء الميكانيكي ولكنها لا تحل محل تثبيت التيتانيوم.
3. التركيب الكيميائي النموذجي للفولاذ المقاوم للصدأ 316Ti
القيم هي نطاقات هندسية تمثيلية للمطاوع, مادة صلب الحل (الولايات المتحدة S31635 / في 1.4571 عائلة).
| عنصر | النطاق النموذجي (بالوزن%) - ممثل | المعدنية / دور وظيفي |
| ج (الكربون) | 0.02 - 0.08 (الحد الأقصى ~0.08) | مساهمة القوة; يزيد ارتفاع C من الميل إلى تكوين كربيدات الكروم (التوعية). في 316Ti, C موجود عمدًا ولكن يتم التحكم فيه حتى يتمكن Ti من تكوين TiC مستقر. |
| كر (الكروم) | 16.0 - 18.5 | الفيلم السلبي الأساسي السابق (cr₂o₃) — مفتاح المقاومة العامة للتآكل وحماية الأكسدة. |
| في (النيكل) | 10.0 - 14.0 | مثبت الأوستينيت — يوفر المتانة, ليونة ومقاومة التآكل; يساعد على ذوبان Mo وCr. |
شهر (الموليبدينوم) |
2.0 - 3.0 | يعزز مقاومة التآكل والشقوق في البيئات التي تحتوي على الكلوريد (يعزز مقاومة التآكل الموضعية). |
| ل (التيتانيوم) | 0.30 - 0.80 (نموذجي ≈ 0.4-0.7) | مثبت - يربط الكربون على شكل TiC/Ti(ج,ن), منع ترسيب كربيد الكروم عند حدود الحبوب أثناء التعرض الحراري (يمنع التحسس / التآكل الحبيبي). |
| من (المنغنيز) | 0.5 - 2.0 | مزيل الأكسدة ومثبت الأوستينيت الصغير; يساعد على التحكم في قابلية التشغيل الساخن وممارسة إزالة الأكسدة. |
| و (السيليكون) | 0.1 - 1.0 | Deoxidizer; تعمل الكميات الصغيرة على تحسين القوة ومقاومة الأكسدة ولكنها تظل منخفضة لتجنب المراحل الضارة. |
ص (الفوسفور) |
≥ 0.04 - 0.045 (يتعقب) | شوائب; أبقى منخفضًا لأن P يقلل من المتانة ومقاومة التآكل. |
| س (الكبريت) | ≥ 0.02 - 0.03 (يتعقب) | شوائب; يفضل المستويات المنخفضة (يعمل ارتفاع S على تحسين التشغيل الحر ولكنه يضر بالتآكل/الليونة). |
| ن (نتروجين) | يتعقب - 0.11 (في كثير من الأحيان .110.11) | مقوي ومساهمة طفيفة في تأليب المقاومة عند وجودها; قد يؤثر N الزائد على قابلية اللحام. |
| الحديد (حديد) | توازن (~ الباقي) | عنصر المصفوفة; يحمل البنية الأوستنيتي بالاشتراك مع Ni. |
4. البنية المجهرية والسلوك المعدني
- مصفوفة الأوستنيتي (γ-الحديد): مستقرة في درجة حرارة الغرفة بسبب النيكل. البنية المجهرية مطيلة, غير مغناطيسية (في حالة صلب) وتصلب العمل.
- آلية الاستقرار: يتفاعل Ti لتكوين كربيدات التيتانيوم (تيك) أو نيتريدات الكربون التي تزيل C من المصفوفة وتمنع هطول الأمطار Cr₂₃C₆ عند حدود الحبوب أثناء التعرض في ~ 425-900 درجة مئوية.
- نافذة التوعية وحدودها: حتى مع تي, التعرض الطويل للغاية في نطاق التحسس أو Ti غير مناسب:لا تزال نسبة C تسمح بتكوين كربيد الكروم أو غيرها من المعادن البينية. تعتبر ممارسة الذوبان المناسبة والتحكم في المعالجة الحرارية أمرًا ضروريًا.
- مراحل بين المعادن: التعرض لفترات طويلة في نطاقات متوسطة معينة (خاصة 600-900 درجة مئوية) يمكن أن تشجع سيجما (أ) أو تشي (ح) تشكيل المرحلة في الدرجات الأوستنيتي المخصب في Mo / Cr;
316Ti ليس محصنًا - يجب على المصممين تجنب البقاء لفترات طويلة في هذه النطاقات أو تحديد الفولاذ المستقر بتركيبة خاضعة للرقابة وتاريخ ميكانيكي حراري. - هطول الأمطار بعد الخدمة: قد تظهر السبائك المستقرة Ti رواسب غنية بـ Ti; هذه حميدة أو مفيدة مقارنة مع كربيدات الكروم لأنها لا تستنزف الكروم عند حدود الحبوب.
5. الخواص الميكانيكية - الفولاذ المقاوم للصدأ 316Ti
الأرقام أدناه هي ممثل قيم المطاوع 316Ti المتوفرة في صلب الحل / صلب حالة.
تعتمد القيم الفعلية على شكل المنتج (ملزمة, طبق, ماسورة, حاجِز), سماكة, معالجة الموردين والكثير من الحرارة.
| ملكية | القيمة التمثيلية (صلب الحل) | ملاحظات عملية |
| 0.2% دليل (أَثْمَر) قوة, RP0.2 | ~170 – 260 MPa (≈ 25 - 38 ksi) | ورقة رقيقة نموذجية نحو النهاية السفلية (≈170-200 ميجا باسكال); قد تتجه الأقسام الأثقل إلى الأعلى. استخدم قيمة MTR للتصميم. |
| قوة الشد (RM / UTS) | ~480 – 650 MPa (≈ 70 - 94 ksi) | تعتمد على المنتج; يزيد العمل البارد من UTS بشكل كبير. |
| استطالة عند الاستراحة (أ, %) - العينة القياسية | ≈ 40 - 60 % | ليونة عالية في حالة صلب; الاستطالة تسقط مع العمل البارد. |
| صلابة (برينيل / روكويل ب) | ~120 – 220 غ.ب (≈ ~60 – 95 HRB) | صلابة صلب نموذجية ~ 120-160 HB; يمكن أن تكون المواد المعالجة على البارد/المتصلبة أصعب بكثير. |
| معامل المرونة, ه | ≈ 193 - 200 المعدل التراكمي (≈ 28,000 - 29,000 ksi) | يستخدم 193 المعدل التراكمي لحسابات الصلابة ما لم تشير بيانات المورد إلى خلاف ذلك. |
معامل القص, ز |
≈ 74 - 79 المعدل التراكمي | استخدم ~77 GPa لحسابات الالتواء. |
| نسبة بواسون, ن | ≈ 0.27 - 0.30 | يستخدم 0.29 كقيمة تصميم مريحة. |
| كثافة | ≈ 7.98 - 8.05 جم·سم⁻³ (≈ 7,980 - 8,050 كجم·م⁻³) | تستخدم لحسابات الكتلة والقصور الذاتي. |
| تأثير شاربي (غرفة ت) | صلابة جيدة; CVN النموذجي ≥ 20-40 J | يحتفظ الهيكل الأوستنيتي بالصلابة عند درجة حرارة منخفضة; حدد CVN إذا كان الكسر حرجًا. |
| تعب (توجيه S-N) | التحمل ل سلس العينات ≈ 0.3-0.5 × ريم (تعتمد بشكل كبير على السطح, يعني الإجهاد, اللحامات) | بالنسبة للمكونات، استخدم منحنيات S – N على مستوى المكونات أو بيانات إجهاد المورد; أصابع اللحام والعيوب السطحية تهيمن على الحياة. |
6. بدني & الخصائص الحرارية والسلوك في درجات الحرارة العالية
- الموصلية الحرارية: منخفضة نسبيا (≈ 14–16 وات·م⁻¹·ك⁻¹ عند 20 درجة مئوية).
- معامل التمدد الحراري: ~16–17 ×10⁻⁶ ك⁻¹ (20-100 درجة مئوية) - أعلى من الفولاذ الحديدي.
- نطاق الانصهار: على غرار 316 (الصلبة ~ 1375 درجة مئوية).
- نافذة درجة حرارة الخدمة: 316تم اختيار Ti خصيصًا لـ التعرض لدرجة الحرارة المتوسطة (تقريبا. 400-900 درجة مئوية) حيث يمنع الاستقرار الهجوم الحبيبي.
لكن, يمكن أن يؤدي التعرض لفترة طويلة في نافذة تبلغ درجة حرارتها 600-900 درجة مئوية إلى خطر تكوين مرحلة سيجما وتقليل المتانة - تجنب التعرض المستمر لدرجات الحرارة تلك ما لم تؤكد البيانات المعدنية السلامة. - زحف: للأحمال المستمرة عند درجة حرارة عالية, 316Ti ليست سبيكة مقاومة للزحف; استخدام درجات الحرارة العالية (على سبيل المثال, 316ح, 309/310, أو سبائك النيكل).
7. سلوك التآكل – نقاط القوة والقيود
نقاط القوة
- مقاومة التآكل الحبيبي بعد التعرض الحراري في نطاق الحساسيه, قدمت تي:ج و تي:نسب C المتاحة والمعالجة الحرارية صحيحة.
- مقاومة التآكل العامة الجيدة في الأكسدة والعديد من الوسائط المختزلة; يساهم Mo في مقاومة الحفر/الشقوق المشابهة لـ 316.
- يفضل للهياكل الملحومة التي ستشهد خدمة متقطعة في درجات الحرارة العالية أو عندما يكون التلدين بمحلول ما بعد اللحام غير عملي.
القيود
- تأليب & تآكل الشقوق في البيئات عالية الكلوريد: 316Ti لديه مقاومة تأليب مماثلة ل 316; بالنسبة لمياه البحر الشديدة أو خدمة الكلوريد الدافئ، فكر في السبائك المزدوجة أو ذات نسبة PREN الأعلى.
- كلوريد SCC: ليس محصنًا - يمكن أن تحدث SCC في الكلوريد + إجهاد الشد + بيئات درجة الحرارة; قد تكون هناك حاجة إلى سبائك مزدوجة أو أوستنيتيات فائقة عندما تكون مخاطر SCC عالية.
- مرحلة سيجما والمعادن البينية: يمكن أن يؤدي البقاء لفترة طويلة في درجات حرارة عالية معينة إلى حدوث مراحل هشة مستقلة عن تثبيت Ti - وهو تصميم لتجنب تلك التواريخ الحرارية أو الاختبار.
- الملوثات الصناعية: مثل كل الفولاذ المقاوم للصدأ, المواد الكيميائية العدوانية (الأحماض القوية, المذيبات المكلورة عند ارتفاع T) قد يهاجم; إجراء فحوصات التوافق.
8. يعالج & خصائص التصنيع
316البنية المجهرية الأوستنيتي لـ Ti + تتيح رواسب TiC إمكانية معالجة ممتازة, مع التعديلات الطفيفة اللازمة لتأثيرات التيتانيوم:
أداء اللحام (الميزة الرئيسية)
316يحتفظ Ti بقابلية اللحام الفائقة, متوافق مع GMAW (أنا), GTAW (تيج), SMAW (يلزق), وFCAW – مع الميزة الحاسمة المتمثلة في عدم وجود معالجة حرارية بعد اللحام (PWHT) مطلوب لمقاومة IGC:
- التسخين: غير مطلوب للأقسام التي يبلغ سمكها 25 مم; أقسام >25 قد يتم تسخين مم إلى 80-150 درجة مئوية لتقليل خطر تشقق HAZ.
- مستهلكات اللحام: استخدم ER316Ti (GTAW/GMAW) أو E316Ti-16 (SMAW) ليتناسب مع محتوى التيتانيوم ويضمن الثبات في معدن اللحام.
- PWHT: التلدين الاختياري لتخفيف الضغط (600-650 درجة مئوية لمدة 1-2 ساعة) للمكونات ذات الجدران السميكة, ولكنها ليست إلزامية لمقاومة التآكل (على عكس 316, الأمر الذي يتطلب PWHT لحماية IGC بعد اللحام).
- الأداء المشترك الملحومة: قوة الشد ≥460 ميجا باسكال, استطالة ≥35%, ويجتاز اختبار ASTM A262 IGC - مقاومة تآكل معدن اللحام المكافئ للمعادن الأساسية.
تشكيل & تلفيق
- تشكيل الباردة: ليونة ممتازة تسمح بالرسم العميق, الانحناء, والمتداول. الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء: 1× سمك للثني البارد (سمك ≥12 ملم), مثل 316L - لا تؤثر رواسب TiC على قابلية التشكيل.
- تشكيل ساخن: يتم إجراؤه عند 1100-1250 درجة مئوية, تليها تبريد المياه للاحتفاظ بالبنية المجهرية الأوستنيتي وتوزيع TiC. يتجنب نطاق 450-900 درجة مئوية أثناء التبريد لمنع التحسس العرضي.
- بالقطع: القدرة على الماكينات المعتدلة (تصنيف 55-60% مقابل. إيسي 1018 فُولاَذ) - رواسب TiC أصعب من الأوستينيت, مما تسبب في تآكل الأداة أكثر قليلاً من 316L.
سرعة القطع الموصى بها: 90-140 م/ط (أدوات كربيد) مع قطع السوائل للحد من تراكم الحرارة.
المعالجة الحرارية
- الحل الصلب: المعالجة الحرارية الأولية (1050-1150 درجة مئوية, عقد 30-60 دقيقة, تبريد الماء) - يذوب الكربيدات المتبقية (إن وجدت), صقل الحبوب, ويضمن توزيع TiC موحد. حاسم لتحقيق أقصى قدر من المقاومة للتآكل والمتانة.
- الإجهاد تخفيف الصلب: 600-650 درجة مئوية لمدة 1-2 ساعة, تبريد الهواء - يقلل من الإجهاد المتبقي بنسبة 60-70% دون التأثير على استقرار TiC أو مقاومة التآكل.
- تجنب الإفراط في التلدين: درجات الحرارة >1200درجة مئوية قد تسبب خشونة TiC ونمو الحبوب, تقليل قوة درجات الحرارة العالية - الحد من درجة حرارة التلدين للمحلول إلى 1150 درجة مئوية.
المعالجة السطحية
- تخليل & التخميل: معالجة ما بعد التصنيع (أستم A380) لإزالة مقياس الأكسيد واستعادة الفيلم السلبي Cr₂O₃ - لا تتداخل رواسب TiC مع التخميل.
- تلميع: يحقق تشطيبات سطحية تتراوح من Ra 0.02 إلى 6.3 ميكرومتر. يعمل التلميع الميكانيكي أو الكهربائي على تحسين النظافة ومقاومة التآكل, مناسبة للتطبيقات الطبية والغذائية.
- طلاء: نادرًا ما يكون مطلوبًا بسبب مقاومة التآكل المتأصلة; يمكن استخدام الجلفنة أو طلاء الإيبوكسي في البيئات شديدة الكلوريد (على سبيل المثال, المنصات البحرية البحرية).
9. التطبيقات النموذجية للفولاذ المقاوم للصدأ 316Ti
316مزيج Ti الفريد من الاستقرار في درجات الحرارة العالية, مقاومة IGC, ومقاومة التآكل تجعلها مثالية للبيئات الصعبة حيث 316L أو 316 قد تفشل:
كيميائي & صناعة البتروكيماويات (35% الطلب)
- التطبيقات الأساسية: المفاعلات الكيميائية ذات درجات الحرارة العالية, مبادلات حرارية, أعمدة التقطير, وأنابيب لمعالجة الكلوريدات, الأحماض, والمذيبات العضوية.
- ميزة رئيسية: يقاوم IGC أثناء اللحام المتكرر (على سبيل المثال, إصلاحات الصيانة) وتشغيل درجة حرارة عالية (تصل إلى 850 درجة مئوية) – يستخدم في مصانع تكسير الإيثيلين وحمض الكبريتيك.
الفضاء الجوي
- التطبيقات الأساسية: أنظمة عادم الطائرات, مكونات التوربينات, وأجزاء محرك الصاروخ.
- ميزة رئيسية: مقاومة الأكسدة لدرجات الحرارة العالية (≥900 درجة مئوية) والخصائص غير المغناطيسية - متوافقة مع إلكترونيات الطيران وأنظمة الرادار.
الطاقة النووية
- التطبيقات الأساسية: مكونات نظام تبريد المفاعل النووي, مولدات البخار, وكسوة الوقود (الأجزاء الهيكلية غير المشعة).
- ميزة رئيسية: مقاومة IGC في درجات الحرارة العالية, المياه ذات الضغط العالي (280درجة مئوية, 15 MPa) والامتثال لمعايير السلامة النووية (على سبيل المثال, ASME الثالث الثالث).
تصنيع الفرن ذو درجة الحرارة العالية
- التطبيقات الأساسية: بطانات الفرن, أنابيب مشع, وعناصر التسخين للأفران الصناعية (المعالجة الحرارية, تلبيد).
- ميزة رئيسية: يحتفظ بالقوة ومقاومة التآكل عند 800-900 درجة مئوية, مع عمر خدمة أطول بمقدار 2-3 مرات من 316L في التشغيل المستمر لدرجة الحرارة العالية.
طبي & صناعة الأدوية
- التطبيقات الأساسية: الأجهزة الطبية القابلة للتعقيم, معدات المعالجة الصيدلانية, ومكونات غرف الأبحاث.
- ميزة رئيسية: مقاومة IGC بعد التعقيم المتكرر (121درجة مئوية, 15 رطل لكل بوصة مربعة) والامتثال لإدارة الغذاء والدواء 21 جزء CFR 177 – لا يوجد خطر التلوث الناجم عن التآكل.
البحرية & الصناعة البحرية
- التطبيقات الأساسية: الأنابيب منصة بحرية, محطات تحلية مياه البحر, والمكونات تحت سطح البحر.
- ميزة رئيسية: يقاوم التآكل بمياه البحر وSCC, مع الامتثال NACE MR0175 للخدمة الحامضة (سوائل الآبار المحتوية على H₂S).
10. المزايا & القيود
المزايا الأساسية للفولاذ المقاوم للصدأ 316Ti
- مقاومة IGC متفوقة: تثبيت التيتانيوم يزيل هطول الأمطار Cr₂₃C₆, مما يجعلها مثالية لسيناريوهات اللحام ذات درجات الحرارة العالية أو المتكررة - حيث تتفوق في الأداء على 316L/316H.
- تعزيز الأداء في درجات الحرارة العالية: يحتفظ بالقوة, صلابة, ومقاومة الأكسدة تصل إلى 900 درجة مئوية, 50-100 درجة مئوية أعلى من 316L.
- قابلية اللحام ممتازة: لا يوجد PWHT إلزامي لمقاومة التآكل, تقليل تكاليف التصنيع والمهلة الزمنية.
- مقاومة تآكل واسع: يرث مقاومة 316 للكلوريدات, الأحماض, والخدمة الحامضة, مع حدود درجة حرارة ممتدة للامتثال لـ NACE.
- تحسين الحبوب: رواسب TiC تمنع نمو الحبوب, تحسين الخواص الميكانيكية واستقرار الأبعاد.
القيود الرئيسية للفولاذ المقاوم للصدأ 316Ti
- تكلفة أعلى: 15-20% أغلى من 316L (بسبب إضافة التيتانيوم), زيادة تكاليف المواد للتطبيقات غير الحرجة واسعة النطاق.
- انخفاض إمكانية التشغيل الآلي: تتسبب رواسب TiC في تآكل الأدوات أكثر من 316L, تتطلب أدوات متخصصة أو سرعات قطع أبطأ - مما يؤدي إلى زيادة تكاليف التصنيع بنسبة تتراوح بين 10 إلى 15% تقريبًا.
- خطر تفاقم TiC: التعرض لفترات طويلة ل >900درجة مئوية تسبب خشونة TiC, تقليل القوة والمتانة في درجات الحرارة العالية.
- مقاومة محدودة لدرجات الحرارة العالية: غير مناسب للخدمة المستمرة فوق 900 درجة مئوية - استخدم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الفائق (على سبيل المثال, 254 نحن) أو سبائك النيكل (على سبيل المثال, إنكونيل 600) بدلاً من.
- قوة أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج: قوة الشد (485-590 ميجا باسكال) أقل من الدرجات المزدوجة (على سبيل المثال, 2205: 600-800 ميجا باسكال), تتطلب أقسامًا أكثر سمكًا للأحمال الهيكلية.
11. تحليل مقارن - 316Ti مقابل 316L مقابل 321 مقابل دوبلكس 2205
| وجه | 316ل (استقر) | 316ل (منخفض الكربون) | 321 (وثائبة, 304 عائلة) | دوبلكس 2205 (الحديدي الأوستنيتي) |
| الغرض الأساسي | تثبيت التيتانيوم لمنع التآكل بين الحبيبات بعد التعرض الحراري أو اللحام | منخفض الكربون لتجنب التحسس دون التثبيت | تثبيت التيتانيوم ل 304 الكيمياء - يمنع التحسس في التجميعات الملحومة المعرضة للحرارة | قوة أعلى + مقاومة التآكل المحلية متفوقة (تأليب/SCC) |
| يسلط الضوء على تكوين نموذجي | الكروم ~ 16-18٪; عند ~10-14%; مو ~2–3%; من ~0.3–0.8%; ج يصل إلى ~0.08% | الكروم ~ 16-18٪; عند ~10-14%; مو ~2–3%; ج ≥ 0.03% | الكروم ~ 17-19٪; عند ~9-12%; تمت إضافة Ti ~0.3–0.7%; لا مو (أو أثر) | الكروم ~21–23%; عند ~4-6.5%; مو ~3%; ن ≈0.08–0.20% |
| استراتيجية الاستقرار | يربط Ti C مثل TiC → يمنع كربيد الكروم عند حدود الحبوب | تقليل C لتقليل هطول الأمطار كربيد | Ti يربط C مثل TiC في a 304 المصفوفة | تعدين مختلف - لا يتطلب تثبيت الكربيد (بنية مجهرية مزدوجة) |
خشب (تقريبا. تأليب المقاومة تعادل) |
~24-27 (يعتمد على مو, ن) | ~24-27 | ~18-20 (أقل - لا مو) | ~35-40 (أعلى بكثير) |
| ممثل 0.2% دليل (RP0.2) | ~170-260 ميجا باسكال | ~170-220 ميجا باسكال | ~170-240 ميجا باسكال | ~400-520 ميجا باسكال |
| ممثل UTS (RM) | ~480-650 ميجا باسكال | ~485-620 ميجا باسكال | ~480-620 ميجا باسكال | ~620-880 ميجا باسكال |
| ليونة / صلابة | عالي (صلب ~ 40-60٪ استطالة) | عالي (صلب) | عالي (صلابة جيدة) | صلابة جيدة ولكن استطالة أقل من الأوستنيتي |
| قابلية اللحام | جيد جدًا; الاستقرار يقلل من الحاجة إلى حل ما بعد اللحام في كثير من الحالات | ممتاز; انخفاض C يستخدم عادة للتجمعات الملحومة | جيد جدًا; مصممة للتطبيقات التي يحدث فيها اللحام والتعرض للحرارة | قابلة للحام ولكنها تتطلب إجراءات مؤهلة للتحكم في توازن الفريت/الأوستينيت وتجنب مراحل التقصف |
مقاومة التآكل الحبيبي بعد اللحام |
ممتاز عندما تي:توازن C والمعالجة الحرارية صحيحة | ممتاز (منخفض ج), ولكن يمكن أن تكون هامشية في حالة حدوث تلوث بالكربون أو حشو غير مناسب | ممتاز (استقرار تي) | لا ينطبق (أوضاع فشل مختلفة) |
| تأليب / مقاومة الشقوق في الكلوريدات | جيد (يوفر Mo مقاومة موضعية مشابهة لـ 316) | جيد (على غرار 316Ti) | معتدل (أقل - عادة أقل ملاءمة في الخدمة الغنية بالكلوريد) | ممتاز (الأنسب لخدمة مياه البحر/الملوحة والكلوريد العدواني) |
| القابلية للكلوريد SCC | أقل من غير مستقر 316; لا يزال ممكنا تحت ضغط عال + درجة حرارة + الكلوريد | أقل من 304; لا يزال بإمكان SCC في ظل ظروف معاكسة | مماثلة ل 304 (يعالج التثبيت التآكل الحبيبي, لا SCC) | منخفض جدًا - يعتبر الطباعة على الوجهين أكثر مقاومة للكلوريد SCC |
درجة حرارة عالية / استخدام الدراجات الحرارية |
يُفضل أن تشهد الأجزاء دورات حرارية متوسطة ولا يمكن تلدينها بالمحلول | جيد للعديد من التجميعات الملحومة في حالة وجود تحكم في التلدين | يُفضل للأجزاء ذات الأساس 304 المعرضة لدورات الحرارة | محدود للزحف طويل الأمد بدرجة T العالية - يستخدم للقوة والتآكل أكثر من خدمة الزحف عالي T |
| التطبيقات النموذجية | العناصر النباتية الملحومة المعرضة للدورات الحرارية, مكونات الفرن, بعض أجزاء الضغط | أوعية الضغط, الأنابيب, المعدات الغذائية / الدوائية, تلفيق عام | عادم الطائرات, الأجزاء المعرضة للحرارة في 304 نظام | الأجهزة البحرية, أنظمة مياه البحر, تحتاج المصانع الكيماوية إلى قوة عالية ومقاومة للكلوريد |
| التكلفة النسبية & توافر | معتدل; شائع في العديد من الأسواق | معتدل; البديل الأكثر مخزنة على نطاق واسع | معتدل; شائع ل 304 الاستخدامات العائلية | تكلفة أعلى; مطلوب مخزون متخصص وخبرة في التصنيع |
12. خاتمة
316Ti هو البديل العملي المستقر لـ 316 عائلة, تم تصميمه للحفاظ على مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في المكونات الملحومة والمعرضة للحرارة.
عندما يتم التحكم بشكل صحيح في محتوى التيتانيوم والمعالجة الحرارية, 316يمنع Ti استنفاد الكروم الحبيبي ويعتبر خيارًا قويًا لمكونات النبات الملحومة, التجميعات المعرضة للحرارة وبيئات الكلوريد المعتدلة حيث لا يمكن ضمان التلدين بعد اللحام.
الشراء السليم, التحقق من منتصف المدة, يعد التحكم في إجراءات اللحام والفحص الدوري أمرًا ضروريًا لتحقيق مزايا السبائك.
الأسئلة الشائعة
ما هو الفرق بين 316Ti و 316L?
316Ti مستقر بالتيتانيوم (تمت إضافة Ti لتكوين TiC), بينما 316L منخفض الكربون (L = منخفض C).
كلا الطريقين يقللان من مخاطر التحسس; 316يتم اختيار Ti على وجه التحديد عندما تتعرض المكونات لدرجة حرارة متوسطة ويكون التلدين بعد اللحام غير عملي.
هل يجعل التيتانيوم 316Ti أكثر مقاومة للتآكل من 316L?
يتمثل دور التيتانيوم في منع التآكل بين الحبيبات بعد التعرض للحرارة; 316مقاومة التنقر السائبة لـ Ti تشبه 316/316L (Mo في الكل يعطي مقاومة موضعية قابلة للمقارنة للتآكل).
لبيئات كلوريد أقسى, يفضل استخدام السبائك المزدوجة أو ذات نسبة PREN الأعلى.
هل أحتاج إلى معادن حشو مختلفة للحام 316Ti?
ليس بالضرورة – مطابقة سبائك الحشو (على سبيل المثال, ER316L/ER316Ti حيثما كان ذلك متاحًا) تستخدم.
تأكد من أن كيمياء الحشو وإجراءات اللحام تحافظ على الاستقرار في منطقة HAZ ومعدن اللحام; راجع رموز اللحام والإرشادات المعدنية للأجزاء المهمة.
