Jaka jest różnica składnika chemicznego między 316L a 316TI?

Wstęp

Austenityczna stal nierdzewna serii 316 jest szeroko stosowana ze względu na doskonałą odporność na korozję i właściwości mechaniczne w rurociągach przemysłowych, sprzęcie chemicznym i konstrukcjach wysokiej klasy. Wśród nich 316Ti i 316L, jako dwa typowe materiały z tej serii, często prowadzą do zamieszania w doborze materiału ze względu na różnice w składzie chemicznym. W tym artykule systematycznie analizowano różnice w składzie chemicznym między nimi z punktu widzenia inżynierii materiałowej i łączy scenariusze zastosowań, aby zapewnić kupującym podstawę do wyboru materiału.

1. Podstawowy szkielet komponentów i podstawowe różnice

Zarówno 316Ti, jak i 316L oparte są na „18% chromu (Cr) – 12% niklu (Ni) – 2% molibdenu (Mo)”, ale właściwości różnią się poprzez kontrolę zawartości węgla (C) i dodatek pierwiastka stabilizującego, tytanu (Ti).

element	316L (ASTM A240)	316Ti (EN 1.4571)
碳 (C)	≤0,030%	≤0,08%
钛 (Ti)	-	≥5×C% i ≤0,70%
铬(Cr)	16,0-18,0%	16,5-18,5%
镍 (Ni)	10,0-14,0%	10,5-13,5%
钼 (poniedziałek)	2,00-3,00%	2,00-2,50%

  

Rozdzielczość różnicowa.

1. Synergistyczne działanie zawartości węgla i tytanu

•    316L: Zmniejsza ryzyko korozji międzykrystalicznej poprzez ścisłą kontrolę zawartości węgla do ≤0,03% (niska zawartość węgla), redukując wytrącanie się węglika chromu (Cr₂₃C₆) na granicach ziaren.

•    316Ti: Zawartość węgla można obniżyć do 0,08%, ale efekt „stabilizujący” osiąga się przez dodanie tytanu (Ti ≥ 5 x C%) w celu preferencyjnego połączenia z węglem, tworząc węglik tytanu (TiC), unikając wyczerpywania się chromu.

   2.Dostrajanie niklu i molibdenu

316Ti nieznacznie zwiększa zawartość niklu (10,5-13,5%), aby zrównoważyć stabilność fazy austenitu i ogranicza zawartość molibdenu do górnej granicy 2,50%, aby zoptymalizować wytrzymałość w wysokiej temperaturze

2. Wpływ składu chemicznego na wydajność 

1. Odporność na korozję

• 316L: Konstrukcja niskoemisyjna sprawia, że ​​jest nadal odporny na korozję międzykrystaliczną podczas spawania lub w przedziale temperatur uczulonych na poziomie 450–850 ℃, odpowiedni do długotrwałego narażenia na chlorki i media kwaśne (np. rurociągi platform morskich).

  
  

• 316Ti: Stabilizujące działanie tytanu sprawia, że ​​jest on lepszy niż 316L w zakresie odporności na korozję międzykrystaliczną w środowiskach o wysokiej temperaturze (> 500 ℃), nadaje się do wymienników ciepła, reaktorów wysokotemperaturowych i innego sprzętu.

2. Właściwości mechaniczne

• 316L: niższa zawartość węgla prowadzi do nieco niższej wytrzymałości (wytrzymałość na rozciąganie ≥ 485 MPa), ale plastyczność jest lepsza (wydłużenie ≥ 40%), nadaje się do procesu tłoczenia metodą głębokiego tłoczenia.

  
  

• 316Ti: wzmocnienie tytanu roztworem stałym w celu poprawy wytrzymałości w wysokiej temperaturze (wytrzymałość przy 600 ℃ jest o 15-20% wyższa niż 316L), ale wydajność obróbki na zimno jest nieco gorsza.

3. Sugestie dotyczące wyboru i dopasowanie scen

1. Preferowane scenariusze dla 316L

• Środowisko korozyjne: długotrwałe narażenie na media zawierające chlor, takie jak woda morska i wybielacze.

• Wymagania dotyczące spawania: łączniki cienkościenne, które wymagają wielokrotnych spawów i których nie można poddawać obróbce rozpuszczającej.

• Wrażliwy na koszty: dodatek tytanu zwiększa koszt surowca 316Ti o około 8-12%.

 

2. Preferowane scenariusze dla 316Ti

• Warunki wysokotemperaturowe: temperatura pracy przez długi czas wyższa niż 400 ℃ rur gorącego powietrza, elementów kotła.

• Wymagania dotyczące odporności na pełzanie: urządzenia ciśnieniowe wymagające zrównoważenia wytrzymałości w wysokiej temperaturze i odporności na korozję.

• Komponenty grubościenne: tytan może hamować tendencję do korozji na granicach ziaren materiałów o dużych przekrojach poprzecznych w uczulonej strefie temperaturowej.

 

4. podsumowanie

Różnica w składzie chemicznym 316Ti i 316L polega zasadniczo na różnej strategii kontroli zawartości węgla: 316L dzięki konstrukcji o bardzo niskiej zawartości węgla, aby uniknąć korozji międzykrystalicznej, podczas gdy 316Ti przy pomocy elementów tytanowych zapewnia stabilizację węgla.

Kupujący powinni kierować się rodzajem mediów, temperaturą pracy i technologią przetwarzania, kompleksowym doborem materiałów, odpornością na korozję, wytrzymałością i kosztem, aby osiągnąć równowagę.

W konwencjonalnych środowiskach korozyjnych 316L jest bardziej opłacalny; jeśli występują warunki wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, 316Ti jest bardziej niezawodnym wyborem.