316Ti ผู้ผลิตชิ้นส่วนเหล็กสแตนเลส

316ไทสแตนเลส / US S31635 / ใน 1.4571

สารบัญ แสดง

1. บทสรุปผู้บริหาร

316Ti เป็นสเตนเลสสตีลออสเทนนิติกที่มีพื้นฐานมาจากซีรีส์ 300 (316) เคมีด้วยการเติมอย่างจงใจ ไทเทเนียม เพื่อรักษาเสถียรภาพของคาร์บอน.

ไทเทเนียมผูกคาร์บอนไว้เป็นไททาเนียมคาร์ไบด์ที่เสถียร, ป้องกันการตกตะกอนของโครเมียม-คาร์ไบด์ที่ขอบเกรนเมื่อโลหะผสมสัมผัสกับอุณหภูมิในช่วงความไวแสง.

ผลที่ได้คือโลหะผสมที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนของ 316 บวกกับความต้านทานที่ดีขึ้นต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนหลังจากการสัมผัสที่อุณหภูมิสูง.

316โดยทั่วไป Ti จะถูกระบุสำหรับส่วนประกอบที่ต้องใช้งานหรือประดิษฐ์ขึ้นใน ~425–900 องศาเซลเซียส หน้าต่างอุณหภูมิ (ชุดเชื่อม, ส่วนประกอบของพืชที่ได้รับความร้อน) โดยที่เกรดคาร์บอนต่ำเพียงอย่างเดียวอาจไม่เพียงพอ.

2. คืออะไร 316ไทสแตนเลส?

316ติคือก ไทเทเนียมเสถียร, ออสเทนนิติกที่มีโมลิบดีนัม สแตนเลส พัฒนาขึ้นเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนหลังการเชื่อมหรือการสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงขึ้นเป็นเวลานาน.

โดยเติมไทเทเนียมตามสัดส่วนที่ควบคุมได้, คาร์บอนจะถูกผูกไว้เป็นพิเศษเป็นไททาเนียมคาร์ไบด์ที่มีความเสถียรมากกว่าโครเมียมคาร์ไบด์.

กลไกการรักษาเสถียรภาพนี้จะรักษาโครเมียมไว้ที่ขอบเขตของเกรนและลดความเสี่ยงในการแพ้ได้อย่างมากในช่วงอุณหภูมิประมาณ 425–850 °C (800–1560 องศาฟาเรนไฮต์).

ส่งผลให้, 316Ti เหมาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบที่จะเชื่อมและนำไปใช้งานโดยไม่ต้องอบอ่อนสารละลายหลังการเชื่อม, หรือสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสความร้อนแบบเป็นรอบหรือแบบยั่งยืน.

เป็นการผสมผสานความต้านทานการกัดกร่อนของคลอไรด์แบบดั้งเดิม 316 สแตนเลสที่มีความเสถียรของโครงสร้างที่ดีขึ้นที่อุณหภูมิสูง. ตัวระบุสากลทั่วไป ได้แก่ US S31635 และ ใน 1.4571.

316ท่อเหล็กสแตนเลส Ti
316ท่อเหล็กสแตนเลส Ti

การกำหนดมาตรฐาน & เทียบเท่าโลก

ภูมิภาค / ระบบมาตรฐาน การกำหนดที่เท่าเทียมกัน
เรา (สหรัฐอเมริกา) S31635
ใน / จาก (ยุโรป) 1.4571
ชื่อวัสดุ DIN x6crnimoti17-12-2
มาตรฐาน ASTM / เอไอเอส 316ของ
เขา (ญี่ปุ่น) sus316ti
กิกะไบต์ (จีน) 06cr17ni12mo2ti
ไอเอสโอ / ระหว่างประเทศ โดยทั่วไปจะอ้างอิงถึง ใน 1.4571 ตระกูล
หมายเลขวัสดุ ว.น. 1.4571

รุ่นหลักและเกรดที่เกี่ยวข้อง

  • 316ของ (US S31635 / ใน 1.4571)
    รูปแบบเสถียรของไทเทเนียม 316 สแตนเลส, มีไว้สำหรับโครงสร้างหรือส่วนประกอบที่เชื่อมซึ่งสัมผัสกับอุณหภูมิปานกลางและสูงซึ่งความต้านทานต่อการแพ้เป็นสิ่งสำคัญ.
  • 316 (US S31600 / ใน 1.4401)
    เกรดฐานโลหะผสมโมลิบดีนัมไม่มีความเสถียร. เหมาะสมเมื่อสามารถให้ความร้อนหลังการเชื่อมได้ หรือเมื่อได้รับความร้อนจำกัด.
  • 316ล (US S31603 / ใน 1.4404)
    ทางเลือกคาร์บอนต่ำเพื่อลดความเสี่ยงจากการแพ้ด้วยการควบคุมคาร์บอนมากกว่าการทำให้เสถียร. นิยมใช้ในภาชนะรับแรงดัน, ท่อ, และอุปกรณ์ทางเภสัชกรรม.
  • 321 (ใน 1.4541)
    โลหะผสมไทเทเนียมที่มีความเสถียรบนพื้นฐานของ 304 เคมีสแตนเลส. ใช้เมื่อไม่จำเป็นต้องใช้โมลิบดีนัม แต่ยังจำเป็นต้องมีความเสถียร.
  • 347 (เหล็กกล้าไร้สนิมที่มีความเสถียร Nb)
    ใช้ไนโอเบียมแทนไทเทเนียมเพื่อรักษาเสถียรภาพของคาร์ไบด์. มีความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรนที่คล้ายกัน, มักนิยมใช้ในรหัสอุปกรณ์ความดันอุณหภูมิสูงบางประเภท.
  • 316ชม / 316แอลเอ็น
    ตัวแปรที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงกว่า (316ชม) หรือเพิ่มปริมาณไนโตรเจน (316แอลเอ็น). เกรดเหล่านี้ปรับปรุงประสิทธิภาพทางกลไก แต่ไม่ได้แทนที่การรักษาเสถียรภาพของไทเทเนียม.

3. องค์ประกอบทางเคมีทั่วไปของเหล็กกล้าไร้สนิม 316Ti

ค่าต่างๆ คือช่วงทางวิศวกรรมที่เป็นตัวแทนสำหรับงานขึ้นรูป, วัสดุอบอ่อนด้วยสารละลาย (US S31635 / ใน 1.4571 ตระกูล).

องค์ประกอบ ช่วงทั่วไป (น้ำหนัก%) - ตัวแทน โลหะวิทยา / บทบาทหน้าที่
ค (คาร์บอน) 0.02 - 0.08 (สูงสุด ~0.08) การมีส่วนร่วมที่แข็งแกร่ง; C ที่สูงขึ้นจะเพิ่มแนวโน้มที่จะเกิดโครเมียมคาร์ไบด์ (อาการแพ้). ใน 316Ti, C เกิดขึ้นโดยเจตนาแต่ถูกควบคุม ดังนั้น Ti จึงสามารถสร้าง TiC ที่เสถียรได้.
Cr (โครเมียม) 16.0 - 18.5 อดีตฟิล์มพาสซีฟหลัก (cr₂o₃) — กุญแจสำคัญในการต้านทานการกัดกร่อนโดยทั่วไปและการป้องกันการเกิดออกซิเดชัน.
ใน (นิกเกิล) 10.0 - 14.0 สารเพิ่มความคงตัวออสเทนไนท์ — ให้ความเหนียว, ความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อน; ช่วยในการละลายของ Mo และ Cr.
โม (โมลิบดีนัม)
2.0 - 3.0 เพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ (เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนเฉพาะจุด).
ของ (ไทเทเนียม) 0.30 - 0.80 (โดยทั่วไป µ 0.4–0.7) โคลง — เชื่อมโยงคาร์บอนเป็น TiC/Ti(ค,เอ็น), ป้องกันการตกตะกอนของโครเมียม-คาร์ไบด์ที่ขอบเกรนระหว่างการสัมผัสความร้อน (ป้องกันอาการแพ้ / การกัดกร่อนตามขอบเกรน).
มน (แมงกานีส) 0.5 - 2.0 สารดีออกซิไดเซอร์และสารเพิ่มความคงตัวออสเทนไนต์เล็กน้อย; ช่วยควบคุมความสามารถในการใช้งานได้ร้อนและการฝึกดีออกซิเดชั่น.
และ (ซิลิคอน) 0.1 - 1.0 deoxidizer; ปริมาณเล็กน้อยจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน แต่ต้องรักษาให้อยู่ในระดับต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงระยะที่เป็นอันตราย.
ป (ฟอสฟอรัส)
0.04 - 0.045 (ติดตาม) ความไม่ดี; ให้อยู่ในระดับต่ำเพราะ P ช่วยลดความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อน.
ส (กำมะถัน) 0.02 - 0.03 (ติดตาม) ความไม่ดี; ที่ต้องการในระดับต่ำ (S ที่สูงขึ้นจะช่วยปรับปรุงการตัดเฉือนอย่างอิสระแต่ทำให้การกัดกร่อน/ความเหนียวลดลง).
เอ็น (ไนโตรเจน) ติดตาม - 0.11 (มักจะ ≤0.11) สารเพิ่มความเข้มแข็งและมีส่วนช่วยในการต้านทานการเกิดรูพรุนเล็กน้อยเมื่อมีอยู่; N ส่วนเกินอาจส่งผลต่อความสามารถในการเชื่อม.
เฟ (เหล็ก) สมดุล (~ส่วนที่เหลือ) องค์ประกอบเมทริกซ์; มีโครงสร้างออสเทนนิติกร่วมกับ Ni.

4. โครงสร้างจุลภาคและพฤติกรรมทางโลหะวิทยา

  • เมทริกซ์ออสเทนนิติก (γ-เฟ): คงตัวที่อุณหภูมิห้องเนื่องจาก Ni. โครงสร้างจุลภาคมีความเหนียว, ไม่ใช่แม่เหล็ก (ในสถานะอบอ่อน) และการแข็งตัวของงาน.
  • กลไกการรักษาเสถียรภาพ: Ti ทำปฏิกิริยากับไททาเนียมคาร์ไบด์ (tic) หรือคาร์โบไนไตรด์ที่กำจัด C ออกจากเมทริกซ์และป้องกันการตกตะกอนของ Cr₂₃C₆ ที่ขอบเขตของเกรนระหว่างการสัมผัสใน ~ 425–900 °C.
  • หน้าต่างการแพ้และขีดจำกัด: แม้แต่กับทิ, การเปิดรับแสงนานมากในช่วงการแพ้หรือ Ti ที่ไม่เหมาะสม:อัตราส่วน C ยังคงทำให้เกิดโครเมียมคาร์ไบด์หรืออินเทอร์เมทัลลิกอื่นๆ ได้. การฝึกหลอมเหลวและการควบคุมการบำบัดความร้อนอย่างเหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญ.
  • เฟสระหว่างโลหะ: การเปิดรับแสงเป็นเวลานานในช่วงกลางบางช่วง (โดยเฉพาะ 600–900 °C) สามารถส่งเสริมซิกมาได้ (อัน) หรือไค (ชม.) การสร้างเฟสในเกรดออสเทนนิติกที่เสริมสมรรถนะด้วย Mo/Cr;
    316Ti ไม่มีภูมิคุ้มกัน—นักออกแบบต้องหลีกเลี่ยงการอยู่เป็นเวลานานในช่วงเหล่านี้ หรือระบุเหล็กที่มีความเสถียรซึ่งมีองค์ประกอบควบคุมและประวัติทางความร้อนเชิงกล.
  • ปริมาณน้ำฝนหลังใช้บริการ: อัลลอยด์ที่มีความเสถียรของ Ti อาจแสดงตะกอนที่มี Ti-rich ละเอียด; สิ่งเหล่านี้ไม่เป็นพิษเป็นภัยหรือมีประโยชน์เมื่อเปรียบเทียบกับ Cr คาร์ไบด์ เนื่องจากไม่ทำให้ Cr หมดสิ้นที่ขอบเขตเกรน.

5. คุณสมบัติทางกล — สแตนเลส 316Ti

ตัวเลขด้านล่างนี้คือ ตัวแทน ค่าสำหรับ wrought 316Ti ที่ให้มาใน สารละลายอบอ่อน / อบอ่อน เงื่อนไข.

มูลค่าที่แท้จริงขึ้นอยู่กับรูปแบบผลิตภัณฑ์ (แผ่น, จาน, ท่อ, บาร์), ความหนา, ซัพพลายเออร์แปรรูปและความร้อนจำนวนมาก.

คุณสมบัติ มูลค่าตัวแทน (สารละลายอบอ่อน) บันทึกการปฏิบัติ
0.2% การพิสูจน์ (ผลผลิต) ความแข็งแกร่ง, rp0.2 ~170 – 260 MPa ( 25 - 38 ksi) แผ่นบางทั่วไปไปทางปลายล่าง (γ170–200 เมกะปาสคาล); ส่วนที่หนักกว่าอาจมีแนวโน้มสูงขึ้น. ใช้ค่า MTR ในการออกแบบ.
ความต้านทานแรงดึง (RM / มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์) ~480 – 650 MPa ( 70 - 94 ksi) ขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์; งานเย็นจะเพิ่ม UTS อย่างมาก.
การยืดตัวเมื่อหยุดพัก (ก, %) – ตัวอย่างมาตรฐาน 40 - 60 % ความเหนียวสูงในสภาวะอบอ่อน; การยืดตัวตกกับงานเย็น.
ความแข็ง (บรินเนลล์ / ร็อคเวลล์ บี) ~120 – 220 HB ( ~60 – 95 HRB) ความแข็งอบอ่อนโดยทั่วไป ~120–160 HB; วัสดุงานเย็น/ชุบแข็งอาจมีความแข็งกว่ามาก.
โมดูลัสความยืดหยุ่น, อี 193 - 200 เกรดเฉลี่ย ( 28,000 - 29,000 ksi) ใช้ 193 GPa สำหรับการคำนวณความแข็ง เว้นแต่ข้อมูลซัพพลายเออร์จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น.
โมดูลัสเฉือน, ช
74 - 79 เกรดเฉลี่ย ใช้ ~77 GPa สำหรับการคำนวณแรงบิด.
อัตราส่วนของปัวซอง, n 0.27 - 0.30 ใช้ 0.29 เป็นค่าออกแบบที่สะดวก.
ความหนาแน่น 7.98 - 8.05 ก.ซม.⁻³ ( 7,980 - 8,050 กิโลกรัม·m⁻³) ใช้สำหรับการคำนวณมวลและแรงเฉื่อย.
ผลกระทบแบบชาร์ปี (ห้องที) ความเหนียวที่ดี; CVN ทั่วไป ≥ 20–40 เจ โครงสร้างออสเทนนิติกยังคงความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ; ระบุ CVN หากเกิดการแตกหักอย่างรุนแรง.
ความเหนื่อยล้า (คำแนะนำ S-N) ความอดทนเพื่อ เรียบ ตัวอย่าง data 0.3–0.5 × ริงกิต (ขึ้นอยู่กับพื้นผิวมาก, หมายถึงความเครียด, รอยเชื่อม) สำหรับส่วนประกอบ ให้ใช้กราฟ S–N ระดับส่วนประกอบหรือข้อมูลความล้าของซัพพลายเออร์; นิ้วเท้าเชื่อมและข้อบกพร่องที่พื้นผิวครอบงำชีวิต.

6. ทางกายภาพ & สมบัติทางความร้อนและพฤติกรรมที่อุณหภูมิสูง

  • การนำความร้อน: ค่อนข้างต่ำ (หยาบคาย 14–16 W·m⁻¹·K⁻¹ ที่ 20 องศาเซลเซียส).
  • ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน: ~16–17 ×10⁻⁶ K⁻¹ (20–100 ° C) - สูงกว่าเหล็กเฟอร์ริติก.
  • ช่วงการหลอมละลาย: คล้ายกับ 316 (โซลิดัส ~1375 °C).
  • หน้าต่างอุณหภูมิบริการ: 316Ti ได้รับการคัดเลือกมาโดยเฉพาะสำหรับ การสัมผัสกับอุณหภูมิปานกลาง (ประมาณ. 400–900 ° C) โดยที่การรักษาเสถียรภาพจะป้องกันการโจมตีตามขอบเกรน.
    อย่างไรก็ตาม, การเปิดรับแสงเป็นเวลานานในหน้าต่างอุณหภูมิ 600–900 °C อาจเสี่ยงต่อการเกิดซิกมาเฟสและความทนทานลดลง หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับอุณหภูมิเหล่านั้นอย่างต่อเนื่อง เว้นแต่ข้อมูลทางโลหะวิทยาจะยืนยันความปลอดภัย.
  • คืบคลาน: สำหรับการรับน้ำหนักอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูง, 316Ti ไม่ใช่โลหะผสมที่ทนต่อการคืบคลาน; ใช้เกรดที่มีอุณหภูมิสูง (เช่น, 316ชม, 309/310, หรือโลหะผสมนิกเกิล).

7. พฤติกรรมการกัดกร่อน — จุดแข็งและข้อจำกัด

ใน 1.4571 สกรูสแตนเลส
ใน 1.4571 สกรูสแตนเลส

จุดแข็ง

  • ความต้านทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนหลังการสัมผัสความร้อน ในช่วงการแพ้, จัดให้ติ:ซี และ ติ:อัตราส่วน C และการบำบัดความร้อนที่มีอยู่นั้นถูกต้อง.
  • ความต้านทานการกัดกร่อนทั่วไปที่ดี ในการออกซิไดซ์และตัวกลางรีดิวซ์หลายชนิด; Mo มีความต้านทานการเกิดรูพรุน/รอยแยกคล้ายกับ 316.
  • เหมาะสำหรับโครงสร้างแบบเชื่อม ที่จะเห็นการบริการที่อุณหภูมิสูงเป็นระยะ ๆ หรือในกรณีที่การหลอมสารละลายหลังการเชื่อมไม่สามารถทำได้.

ข้อจำกัด

  • บ่อ & การกัดกร่อนของรอยแยกในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูง: 316Ti มีความต้านทานการเกิดรูพรุนคล้ายกัน 316; สำหรับน้ำทะเลที่รุนแรงหรือบริการคลอไรด์อุ่น พิจารณาโลหะผสมดูเพล็กซ์หรือสูงกว่า PREN.
  • คลอไรด์ SCC: ไม่มีภูมิคุ้มกัน - SCC สามารถเกิดขึ้นได้ในคลอไรด์ + แรงดึง + สภาพแวดล้อมอุณหภูมิ; อาจจำเป็นต้องใช้ดูเพล็กซ์อัลลอยด์หรือซูเปอร์ออสเทนนิติกในกรณีที่มีความเสี่ยง SCC สูง.
  • เฟสซิกมาและอินเตอร์เมทัลลิก: การคงอยู่นานที่อุณหภูมิสูงบางอย่างอาจทำให้เกิดระยะการเปราะโดยไม่ขึ้นอยู่กับความเสถียรของ Ti—การออกแบบเพื่อหลีกเลี่ยงประวัติความร้อนหรือการทดสอบเหล่านั้น.
  • สารปนเปื้อนทางอุตสาหกรรม: เช่นเดียวกับสแตนเลสทั้งหมด, สารเคมีก้าวร้าว (กรดแข็งแรง, ตัวทำละลายคลอรีนที่ T สูง) อาจโจมตี; ทำการตรวจสอบความเข้ากันได้.

8. กำลังประมวลผล & ลักษณะการผลิต

316โครงสร้างจุลภาคออสเทนนิติกของ Ti + การตกตะกอนของ TiC ช่วยให้สามารถแปรรูปได้ดีเยี่ยม, โดยมีการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยที่จำเป็นสำหรับเอฟเฟกต์ของไทเทเนียม:

ประสิทธิภาพการเชื่อม (ข้อได้เปรียบที่สำคัญ)

316Ti ยังคงความสามารถในการเชื่อมที่เหนือกว่า, เข้ากันได้กับ GMAW (ฉัน), GTAW (ทีไอจี), สมาว (ติด), และ FCAW – โดยมีข้อได้เปรียบที่สำคัญคือไม่ต้องผ่านการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT) จำเป็นสำหรับการต้านทาน IGC:

  • อุ่นเครื่อง: ไม่จำเป็นสำหรับส่วนที่มีความหนา ≤25 มม; ส่วนต่างๆ >25 มม. อาจอุ่นที่อุณหภูมิ 80–150°C เพื่อลดความเสี่ยงต่อการแตกร้าวของ HAZ.
  • วัสดุสิ้นเปลืองในการเชื่อม: ใช้ ER316Ti (GTAW/GMAW) หรือ E316Ti-16 (สมาว) เพื่อให้เข้ากับปริมาณไทเทเนียมและรับประกันความเสถียรในโลหะเชื่อม.
  • PWHT: การหลอมบรรเทาความเครียดเสริม (600–650°C เป็นเวลา 1–2 ชั่วโมง) สำหรับส่วนประกอบที่มีผนังหนา, แต่ไม่บังคับสำหรับการต้านทานการกัดกร่อน (ไม่เหมือน 316, ซึ่งต้องใช้ PWHT สำหรับการป้องกัน IGC หลังการเชื่อม).
  • ประสิทธิภาพของรอยเชื่อม: ความต้านแรงดึง≥460 MPa, การยืดตัว≥35%, และผ่านการทดสอบ ASTM A262 IGC - ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะเชื่อมเทียบเท่ากับโลหะฐาน.

การขึ้นรูป & การผลิต

  • การขึ้นรูปเย็น: ความเหนียวที่ดีเยี่ยมช่วยให้วาดได้ลึก, ดัด, และกลิ้ง. รัศมีโค้งงอขั้นต่ำ: 1×ความหนาสำหรับการดัดเย็น (หนา ≤12 มม), เช่นเดียวกับ 316L – การตกตะกอนของ TiC ไม่ทำให้ความสามารถในการขึ้นรูปลดลง.
  • การขึ้นรูปร้อน: ดำเนินการที่อุณหภูมิ 1100–1250°C, ตามด้วยการดับน้ำเพื่อรักษาโครงสร้างจุลภาคออสเทนนิติกและการกระจายตัวของ TiC. หลีกเลี่ยงช่วง 450–900°C ระหว่างการทำความเย็นเพื่อป้องกันการแพ้โดยไม่ตั้งใจ.
  • เครื่องจักรกล: ความสามารถในการแปรรูปปานกลาง (เรตติ้ง 55–60% เทียบกับ. เอไอเอส 1018 เหล็ก) – การตกตะกอนของ TiC นั้นยากกว่าออสเทนไนต์, ทำให้เครื่องมือสึกหรอมากกว่า 316L เล็กน้อย.
    ความเร็วตัดที่แนะนำ: 90–140 ม./ลิตร (เครื่องมือคาร์ไบด์) พร้อมน้ำยาตัดกลึงเพื่อลดการสะสมความร้อน.

การรักษาความร้อน

  • การหลอมโซลูชัน: การรักษาความร้อนเบื้องต้น (1050–1150 ° C, ค้างไว้ 30–60 นาที, การดับน้ำ) – ละลายคาร์ไบด์ที่ตกค้าง (ถ้ามี), ขัดเกลาธัญพืช, และรับประกันการกระจาย TiC ที่สม่ำเสมอ. มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและความเหนียวสูงสุด.
  • การหลอมบรรเทาความเครียด: 600–650°C เป็นเวลา 1–2 ชั่วโมง, การระบายความร้อนด้วยอากาศ – ลดความเค้นตกค้างได้ 60–70% โดยไม่ส่งผลกระทบต่อความเสถียรของ TiC หรือความต้านทานการกัดกร่อน.
  • หลีกเลี่ยงการอบอ่อนเกินไป: อุณหภูมิ >1200°C อาจทำให้ TiC หยาบและมีเกรนเติบโต, ลดความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง – จำกัดอุณหภูมิการหลอมของสารละลายไว้ที่ ≤1150°C.

การรักษาพื้นผิว

  • การดอง & ทู่: การรักษาหลังการประดิษฐ์ (มาตรฐาน ASTM A380) เพื่อขจัดตะกรันออกไซด์และฟื้นฟูฟิล์มพาสซีฟ Cr₂O₃ – การตกตะกอนของ TiC จะไม่รบกวนการสร้างฟิล์ม.
  • ขัด: ได้ผิวสำเร็จตั้งแต่ Ra 0.02–6.3 μm. การขัดเงาด้วยเครื่องกลหรือไฟฟ้าช่วยปรับปรุงสุขอนามัยและความต้านทานการกัดกร่อน, เหมาะสำหรับการใช้งานทางการแพทย์และอาหาร.
  • การเคลือบผิว: ไม่ค่อยจำเป็นเนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนโดยธรรมชาติ; อาจใช้การเคลือบกัลวาไนซ์หรืออีพอกซีสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูงมาก (เช่น, แพลตฟอร์มนอกชายฝั่งทางทะเล).

9. การใช้งานทั่วไปของเหล็กกล้าไร้สนิม 316Ti

316การผสมผสานอันเป็นเอกลักษณ์ของ Ti ที่มีเสถียรภาพในอุณหภูมิสูง, ความต้านทานต่อไอจีซี, และความต้านทานการกัดกร่อนทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการ 316L หรือ 316 อาจล้มเหลว:

ข้อต่อท่อสแตนเลส AISI 316Ti
ข้อต่อท่อสแตนเลส AISI 316Ti

เคมี & อุตสาหกรรมปิโตรเคมี (35% ของความต้องการ)

  • แอปพลิเคชันหลัก: เครื่องปฏิกรณ์เคมีอุณหภูมิสูง, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, คอลัมน์กลั่น, และท่อสำหรับจัดการคลอไรด์, กรด, และตัวทำละลายอินทรีย์.
  • ข้อได้เปรียบที่สำคัญ: ต้านทาน IGC ในระหว่างการเชื่อมซ้ำๆ (เช่น, การซ่อมแซมบำรุงรักษา) และการทำงานที่อุณหภูมิสูง (สูงถึง 850°C) – ใช้ในแครกเกอร์เอทิลีนและโรงงานกรดซัลฟิวริก.

การบินและอวกาศ

  • แอปพลิเคชันหลัก: ระบบไอเสียของเครื่องบิน, ส่วนประกอบกังหัน, และชิ้นส่วนเครื่องยนต์จรวด.
  • ข้อได้เปรียบที่สำคัญ: ทนต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง (≤900°ซ) และคุณสมบัติที่ไม่ใช่แม่เหล็ก – เข้ากันได้กับระบบเอวิโอนิกส์และระบบเรดาร์.

พลังงานนิวเคลียร์

  • แอปพลิเคชันหลัก: ส่วนประกอบของระบบทำความเย็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, เครื่องกำเนิดไอน้ำ, และการหุ้มเชื้อเพลิง (ชิ้นส่วนโครงสร้างที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสี).
  • ข้อได้เปรียบที่สำคัญ: ความต้านทาน IGC ในอุณหภูมิสูง, น้ำแรงดันสูง (280องศาเซลเซียส, 15 MPa) และการปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยทางนิวเคลียร์ (เช่น, ASME III III).

การผลิตเตาอุณหภูมิสูง

  • แอปพลิเคชันหลัก: สมุทรเตา, หลอดรังสี, และองค์ประกอบความร้อนสำหรับเตาอุตสาหกรรม (การรักษาความร้อน, การเผาผนึก).
  • ข้อได้เปรียบที่สำคัญ: คงความแข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อนที่อุณหภูมิ 800–900°C, โดยมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า 316L 2–3 เท่าในการทำงานที่อุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่อง.

ทางการแพทย์ & อุตสาหกรรมยา

  • แอปพลิเคชันหลัก: อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่สามารถฆ่าเชื้อได้, อุปกรณ์แปรรูปเภสัชกรรม, และส่วนประกอบคลีนรูม.
  • ข้อได้เปรียบที่สำคัญ: ความต้านทาน IGC หลังจากการนึ่งฆ่าเชื้อซ้ำแล้วซ้ำอีก (121องศาเซลเซียส, 15 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) และการปฏิบัติตามข้อกำหนดของอย 21 ส่วน CFR 177 – ไม่มีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนที่เกิดจากการกัดกร่อน.

มารีน & อุตสาหกรรมนอกชายฝั่ง

  • แอปพลิเคชันหลัก: การวางท่อแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง, โรงงานแยกเกลือออกจากน้ำทะเล, และส่วนประกอบใต้ทะเล.
  • ข้อได้เปรียบที่สำคัญ: ต้านทานการกัดกร่อนของน้ำทะเลและ SCC, ด้วยการปฏิบัติตาม NACE MR0175 สำหรับบริการที่มีรสเปรี้ยว (ของเหลวในบ่อที่ประกอบด้วย H₂S).

10. ข้อดี & ข้อจำกัด

ข้อดีหลักของเหล็กกล้าไร้สนิม 316Ti

  • ต้านทาน IGC ที่เหนือกว่า: การรักษาเสถียรภาพของไทเทเนียมช่วยลดการตกตะกอนของ Cr₂₃C₆, ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์การเชื่อมที่อุณหภูมิสูงหรือซ้ำๆ – มีประสิทธิภาพเหนือกว่า 316L/316H.
  • เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง: คงความแข็งแกร่ง, ความเหนียว, และทนต่อการเกิดออกซิเดชันได้ถึง 900°C, 50–100°C สูงกว่า 316L.
  • เชื่อมได้ดีเยี่ยม: ไม่มี PWHT บังคับสำหรับการต้านทานการกัดกร่อน, ลดต้นทุนการผลิตและเวลานำ.
  • ความต้านทานการกัดกร่อนในวงกว้าง: สืบทอดความต้านทานต่อคลอไรด์ของ 316, กรด, และบริการเปรี้ยว, พร้อมขีดจำกัดอุณหภูมิที่ขยายออกไปเพื่อให้สอดคล้องกับข้อกำหนดของ NACE.
  • การปรับแต่งข้าว: TiC ตกตะกอนยับยั้งการเจริญเติบโตของเมล็ดข้าว, การปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและความเสถียรของมิติ.

ข้อจำกัดที่สำคัญของเหล็กกล้าไร้สนิม 316Ti

  • ต้นทุนที่สูงขึ้น: 15–แพงกว่า 316L ถึง 20% (เนื่องจากการเติมไททาเนียม), เพิ่มต้นทุนวัสดุสำหรับการใช้งานที่ไม่สำคัญขนาดใหญ่.
  • ความสามารถในการแปรรูปลดลง: การตกตะกอนของ TiC ทำให้เครื่องมือสึกหรอมากกว่า 316L, ต้องใช้เครื่องมือพิเศษหรือความเร็วตัดช้าลง – ต้นทุนการตัดเฉือนเพิ่มขึ้น ~10–15%.
  • TiC ทำให้เกิดความเสี่ยงมากขึ้น: การสัมผัสกับสารเป็นเวลานาน >900°C ทำให้เกิดการหยาบของ TiC, ลดความแข็งแรงและความเหนียวที่อุณหภูมิสูง.
  • ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงพิเศษจำกัด: ไม่เหมาะสำหรับการบริการต่อเนื่องที่สูงกว่า 900°C – ให้ใช้สเตนเลสสตีลออสเทนนิติกขั้นสูง (เช่น, 254 เรา) หรือโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก (เช่น, อินโคเนล 600) แทน.
  • ความแข็งแรงต่ำกว่าสแตนเลสดูเพล็กซ์: ความต้านทานแรงดึง (485–590 เมกะปาสคาล) ต่ำกว่าเกรดดูเพล็กซ์ (เช่น, 2205: 600–800 MPa), ต้องการส่วนที่หนาขึ้นเพื่อรับน้ำหนักโครงสร้าง.

11. การวิเคราะห์เปรียบเทียบ — 316Ti กับ 316L กับ 321 เทียบกับดูเพล็กซ์ 2205

ด้าน 316ของ (มีเสถียรภาพ) 316ล (คาร์บอนต่ำ) 321 (เสถียร, 304 ตระกูล) ดูเพล็กซ์ 2205 (เฟอริติก-ออสเทนนิติก)
วัตถุประสงค์หลัก การรักษาเสถียรภาพของไทเทเนียมเพื่อป้องกันการกัดกร่อนตามขอบเกรนหลังการสัมผัสความร้อนหรือการเชื่อม คาร์บอนต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงการแพ้โดยไม่ทำให้เสถียร เสถียรภาพไทเทเนียมสำหรับ 304 เคมี — ป้องกันอาการแพ้ในการเชื่อมที่สัมผัสกับความร้อน ความแข็งแรงสูงขึ้น + ความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าเฉพาะจุด (หลุม / SCC)
ไฮไลท์องค์ประกอบทั่วไป โครเมียม ~16–18%; ที่ ~10–14%; โม ~2–3%; ประมาณ ~0.3–0.8%; C สูงถึง ~0.08% โครเมียม ~16–18%; ที่ ~10–14%; โม ~2–3%; ค ≤ 0.03% โครเมียม ~17–19%; ที่ ~9–12%; เพิ่ม Ti ~0.3–0.7%; ไม่ โม (หรือติดตาม) โครเมียม ~21–23%; ที่ ~4–6.5%; โม ~ 3%; ยังไม่มีข้อความ γ0.08–0.20%
กลยุทธ์การรักษาเสถียรภาพ Ti ผูก C เป็น TiC → ป้องกัน Cr-คาร์ไบด์ที่ขอบเขตเกรน ลด C เพื่อลดการตกตะกอนของคาร์ไบด์ Ti ผูก C เป็น TiC ใน 304 เมทริกซ์ โลหะวิทยาที่แตกต่างกัน — ไม่จำเป็นต้องรักษาเสถียรภาพของคาร์ไบด์ (โครงสร้างจุลภาคที่ดูเพล็กซ์)
ไม้ (ประมาณ. เทียบเท่าความต้านทานแบบหลุม)
~24–27 (ขึ้นอยู่กับโม, เอ็น) ~24–27 ~18–20 (ต่ำกว่า — ไม่มีโม) ~35–40 (สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ)
ตัวแทน 0.2% การพิสูจน์ (rp0.2) ~170–260 เมกะปาสคาล ~170–220 เมกะปาสคาล ~170–240 เมกะปาสคาล ~400–520 เมกะปาสคาล
ตัวแทน มทส (RM) ~480–650 เมกะปาสคาล ~485–620 เมกะปาสคาล ~480–620 เมกะปาสคาล ~620–880 เมกะปาสคาล
ความเหนียว / ความเหนียว สูง (อบอ่อน ~ 40–60% การยืดตัว) สูง (อบอ่อน) สูง (ความเหนียวที่ดี) ความเหนียวดีแต่การยืดตัวต่ำกว่าออสเทนนิติก
ความสามารถในการเชื่อม ดีมาก; การรักษาเสถียรภาพช่วยลดความจำเป็นในการหลอมสารละลายหลังการเชื่อมในหลายกรณี ยอดเยี่ยม; C ต่ำ มักใช้สำหรับการเชื่อมประกอบ ดีมาก; ออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่เกิดการเชื่อมและการสัมผัสความร้อน เชื่อมได้แต่ต้องมีขั้นตอนที่ผ่านการรับรองเพื่อควบคุมความสมดุลของเฟอร์ไรต์/ออสเทนไนต์ และหลีกเลี่ยงขั้นตอนการเกิดการเปราะ
ความต้านทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนหลังการเชื่อม
ยอดเยี่ยมเมื่อติ:สมดุล C และการบำบัดความร้อนถูกต้อง ยอดเยี่ยม (ต่ำ C), แต่อาจเป็นเพียงเล็กน้อยหากเกิดการปนเปื้อนของคาร์บอนหรือสารตัวเติมที่ไม่เหมาะสม ยอดเยี่ยม (Ti เสถียรภาพ) ไม่สามารถใช้ได้ (โหมดความล้มเหลวที่แตกต่างกัน)
บ่อ / ความต้านทานต่อรอยแยกในคลอไรด์ ดี (Mo ให้ความต้านทานเฉพาะที่คล้ายกับ 316) ดี (คล้ายกับ 316Ti) ปานกลาง (ต่ำกว่า — โดยทั่วไปแล้วจะไม่เหมาะสมในบริการที่มีคลอไรด์มาก) ยอดเยี่ยม (เหมาะที่สุดสำหรับน้ำทะเล/น้ำกร่อยและคลอไรด์ที่มีฤทธิ์รุนแรง)
ความไวต่อคลอไรด์ SCC ต่ำกว่าที่ไม่เสถียร 316; ยังคงเป็นไปได้ภายใต้ความเครียดสูง + อุณหภูมิ + คลอไรด์ ต่ำกว่า 304; ยังสามารถ SCC ได้ภายใต้สภาวะที่ไม่พึงประสงค์ คล้ายกับ 304 (การรักษาเสถียรภาพช่วยแก้ปัญหาการกัดกร่อนตามขอบเกรน, ไม่ใช่ ส.ค) ต่ำมาก — ดูเพล็กซ์ทนทานต่อคลอไรด์ SCC ได้ดีกว่ามาก
อุณหภูมิสูง / การใช้การปั่นจักรยานด้วยความร้อน
แนะนำให้ใช้ในกรณีที่ชิ้นส่วนมองเห็นวัฏจักรความร้อนระหว่างกลางและไม่สามารถอบอ่อนด้วยสารละลายได้ เหมาะสำหรับงานเชื่อมหลายๆ ชิ้น หากมีการควบคุมการอบอ่อน เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ใช้ 304 ที่สัมผัสกับวงจรความร้อน จำกัดสำหรับการคืบ T สูงเป็นเวลานาน — ใช้เพื่อความแข็งแรงและการกัดกร่อนมากกว่าบริการคืบ T สูง
แอปพลิเคชันทั่วไป สิ่งของในโรงงานเชื่อมที่สัมผัสกับวัฏจักรความร้อน, ส่วนประกอบเตา, แรงกดดันบางส่วน ภาชนะรับความดัน, ท่อ, อุปกรณ์อาหาร/ยา, การประดิษฐ์ทั่วไป ไอเสียเครื่องบิน, ชิ้นส่วนที่สัมผัสกับความร้อนใน 304 ระบบ ฮาร์ดแวร์นอกชายฝั่ง, ระบบน้ำทะเล, โรงงานเคมีที่ต้องการความแข็งแรงสูงและทนต่อคลอไรด์
ต้นทุนสัมพัทธ์ & ความพร้อม ปานกลาง; ทั่วไปในตลาดหลายแห่ง ปานกลาง; ตัวแปรที่มีสต็อกกันอย่างแพร่หลายที่สุด ปานกลาง; ทั่วไปสำหรับ 304 การใช้งานของครอบครัว ต้นทุนที่สูงขึ้น; ต้องใช้สต๊อกสินค้าแบบพิเศษและความเชี่ยวชาญด้านการประดิษฐ์

12. บทสรุป

316Ti เป็นแวเรียนต์ที่มีความเสถียรเชิงปฏิบัติของ 316 ตระกูล, ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อรักษาความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลสออสเทนนิติกในส่วนประกอบที่เชื่อมและสัมผัสกับความร้อน.

เมื่อปริมาณไทเทเนียมและการบำบัดความร้อนได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม, 316Ti ป้องกันการสูญเสียโครเมียมตามขอบเกรน และเป็นตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพสำหรับส่วนประกอบโรงงานที่มีการเชื่อม, ส่วนประกอบที่สัมผัสกับความร้อนและสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ปานกลางซึ่งไม่สามารถรับประกันการอบอ่อนหลังการเชื่อมได้.

การจัดซื้อจัดจ้างที่เหมาะสม, การตรวจสอบเอ็มทีอาร์, การควบคุมขั้นตอนการเชื่อมและการตรวจสอบเป็นระยะถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ทราบถึงข้อดีของโลหะผสม.

 

คำถามที่พบบ่อย

316Ti กับ 316L ต่างกันอย่างไร?

316Ti มีความเสถียรของไทเทเนียม (Ti เพิ่มในรูปแบบ TiC), ในขณะที่ 316L เป็นคาร์บอนต่ำ (L = C ต่ำ).

ทั้งสองเส้นทางช่วยลดความเสี่ยงในการแพ้; 316Ti ได้รับการคัดเลือกเป็นพิเศษเมื่อส่วนประกอบต่างๆ มองเห็นอุณหภูมิปานกลางและการอบอ่อนหลังการเชื่อมไม่สามารถทำได้.

ไทเทเนียมทำให้ 316Ti ทนทานต่อการกัดกร่อนมากกว่า 316L หรือไม่?

บทบาทของไทเทเนียมคือการป้องกันการกัดกร่อนตามขอบเกรนหลังการสัมผัสความร้อน; 316ความต้านทานการเกิดรูพรุนจำนวนมากของ Ti นั้นใกล้เคียงกับ 316/316L (Mo ให้ความต้านทานการกัดกร่อนเฉพาะที่ที่เทียบเคียงได้).

สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์รุนแรงขึ้น, แนะนำให้ใช้โลหะผสมดูเพล็กซ์หรือสูงกว่า-PREN.

ฉันต้องใช้โลหะตัวเติมชนิดอื่นเพื่อเชื่อม 316Ti หรือไม่?

ไม่จำเป็น—ต้องจับคู่ฟิลเลอร์อัลลอยด์ (เช่น, ER316L/ER316Ti หากมี) ถูกนำมาใช้.

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเคมีของฟิลเลอร์และขั้นตอนการเชื่อมรักษาเสถียรภาพใน HAZ และโลหะเชื่อม; ปรึกษารหัสการเชื่อมและคำแนะนำด้านโลหะวิทยาสำหรับชิ้นส่วนที่สำคัญ.

เลื่อนไปด้านบน