Uvod
Nerjaveče jeklo 316Ti je s titanom-stabilizirano avstenitno nerjavno jeklo. Ta zlitina dodaja titan za reševanje določenih omejitev, hkrati pa ohranja odlično odpornost proti koroziji in mehanske lastnosti, zaradi katerih je serija 316.
Titan izboljša odpornost materiala na interkristalno korozijo, zlasti v okoljih z visoko-temperaturo in po varjenju.
Ta članek ponuja celovito analizo nerjavečega jekla 316Ti, ki analizira njegovo kemično sestavo, mehanske in fizikalne lastnosti, korozijsko obnašanje, temperaturno delovanje in trenutno tržno ceno.
Kemična sestava in specifikacije
Vsebnost titana, ki predstavlja odločilno razliko od standardnega nerjavečega jekla 316, je običajno nadzorovana pri večji ali enaki 5 × C % (vsebnost ogljika) s splošnim razponom 0,2–0,7 %.
Celotna kemična sestava vključuje:
Krom (16,0-19,0%), ki zagotavlja temeljno odpornost proti koroziji s tvorbo zaščitnega pasivnega filma;
Nikelj (10,0-14,0%), ki stabilizira avstenitno mikrostrukturo in poveča žilavost;
Molibden (2,0-3,0%), ki znatno izboljša odpornost proti luknjičasti in razpokani koroziji v okoljih, ki vsebujejo klorid.
Vsebnost ogljika je nadzorovana pri največ 0,08 %.
Medtem ko druge sestave, vključno s silicijem (Manj ali enako 1,00 %), manganom (Manj ali enako 2,00 %), fosforjem (Manj ali enako 0,045 %) in žveplom (Manj ali enako 0,030 %), vzdržujemo na ravneh, ki zmanjšujejo njihove morebitne negativne učinke na odpornost proti koroziji in mehanske lastnosti.
In 316Ti ima veliko ekvivalentov, vključno z UNS S31635, EN 1.4571 in JIS SUS316Ti. Ti standardi zagotavljajo dosledne lastnosti materiala ne glede na proizvodni vir in zagotavljajo zanesljivost za kritične aplikacije.
Mehanske in fizikalne lastnosti
Nerjaveče jeklo 316Ti ponuja uravnoteženo kombinacijo trdnosti, duktilnosti in žilavosti, zaradi česar je primerno za različne konstrukcijske in-aplikacije, ki vsebujejo pritisk.
V žarjenem stanju ima material običajno najmanjšo natezno trdnost 520 MPa in najmanjšo mejo tečenja 205 MPa, z impresivnim raztezkom 40 % ali več.
Fizikalne lastnosti 316Ti vključujejo gostoto približno 7,98 g/cm³ in območje tališča 1375-1400 stopinj.
Material ima značilne lastnosti avstenitnega nerjavečega jekla z visoko žilavostjo tudi pri kriogenih temperaturah in brez magnetne prepustnosti v žarjenem stanju.
Tabela: Mehanske lastnosti nerjavečega jekla 316Ti
|
Lastnina |
Metrična vrednost |
Angleška vrednost |
|
Natezna trdnost |
Večji ali enak 520 MPa |
Večji ali enak 75.400 psi |
|
Moč tečenja |
Večji ali enak 205 MPa |
Večji ali enak 29.700 psi |
|
Raztezek |
Večji ali enak 40 % |
Večji ali enak 40 % |
|
Trdota |
Manjši ali enak 200 HV |
Manjši ali enak 200 HV |
|
Gostota |
7,98 g/cm³ |
0,288 lb/in³ |
Material se dobro odziva na hladno obdelavo, s sposobnostjo, da se znatno okrepi s postopki, kot sta hladno valjanje ali vlečenje.
Vendar ta hladna obdelava uvaja delovno utrjevanje, ki lahko zahteva vmesne postopke žarjenja za težke aplikacije oblikovanja.
Učinkovitost odpornosti proti koroziji
Odpornost proti koroziji nerjavečega jekla 316Ti predstavlja eno najdragocenejših lastnosti, zlasti v agresivnih kemičnih okoljih. Material ohranja odlično splošno odpornost proti koroziji zlitine 316, hkrati pa nudi izboljšano zmogljivost.
Dodatek titana predvsem izboljša odpornost proti medzrnati koroziji, pojavu, ki se pojavi, ko se kromov karbid obarja na mejah zrn med izpostavljenostjo temperaturam v območju 550-800 stopinj.
S tvorbo stabilnih titanovih karbidov prednostno pred kromovimi karbidi titan preprečuje izločanje kroma na mejah zrn, s čimer ohranja inherentno odpornost materiala proti koroziji tudi po varjenju ali izpostavljenosti visokim-temperaturam.
Zaradi tega je 316Ti posebej primeren za izdelano opremo, kjer je varjenje obsežno in toplotna obdelava po -varju morda ni praktična.
Poleg izboljšane odpornosti proti intergranularni koroziji ima 316Ti odlično odpornost proti luknjičasti in razpokani koroziji, zlasti v okoljih,-ki vsebujejo klorid, kot so morska voda, tokovi kemične obdelave in obalna atmosfera.
Material kaže dobro odpornost na različne organske in anorganske kisline, vključno z žveplovo, fosforno, ocetno in mravljično kislino, zaradi česar je primeren za opremo za kemično obdelavo.
Ta kombinacija lastnosti odpornosti proti koroziji omogoča, da 316Ti zanesljivo deluje v različnih korozivnih okoljih, od blage atmosferske izpostavljenosti do zahtevnih pogojev kemične obdelave.
Zmogljivost pri visokih-temperaturah
Nerjaveče jeklo 316Ti ponuja izboljšane zmogljivosti pri visokih-temperaturah v primerjavi s standardnim nerjavnim jeklom 316, z efektivnimi delovnimi temperaturami od -198 stopinj do približno 900 stopinj.
Material ohranja uporabne mehanske lastnosti pri povišanih temperaturah, s pomembnim ohranjanjem trdnosti do približno 800 stopinj.
Zaradi te visoko{0}}temperaturne trdnosti in dobre odpornosti proti oksidaciji je 316Ti primeren za aplikacije, kot so toplotni izmenjevalniki, komponente kotlov, deli peči in izpušni sistemi.
Odpornost na -visokotemperaturno oksidacijo izhaja iz tvorbe zaščitne obloge kromovega oksida, ki zavira nadaljnjo oksidacijo.
Za neprekinjeno uporabo je 316Ti na splošno priporočljiv za temperature do približno 850 stopinj, medtem ko se občasno delovanje lahko podaljša do 900 stopinj. Nad temi temperaturami lahko pride do znatnega luščenja in mehanske lastnosti se lahko poslabšajo na nesprejemljive ravni.
Lastnosti izdelave in izdelave
Lastnosti izdelave nerjavečega jekla 316Ti so na splošno ugodne, z dobro varljivostjo, sposobnostjo oblikovanja in obdelovalnostjo, če se uporabljajo ustrezne tehnike.
Material je mogoče variti z uporabo vseh standardnih metod talilnega varjenja, vključno z varjenjem s plinskim volframovim oblokom (GTAW/TIG), plinskim obločnim varjenjem (GMAW/MIG) in obločnim varjenjem v oklopu (SMAW).
Za optimalno odpornost proti koroziji v -zvarjenem stanju se lahko uporabijo ujemajoče ali nad-legirane dodajne kovine, kot sta ER316Ti ali ER320.
Toplotna obdelava -po varjenju na splošno ni potrebna za 316Ti, kar predstavlja pomembno prednost pri izdelavi velikih ali kompleksnih struktur, kjer bi bila toplotna obdelava nepraktična ali draga.
Na nerjavnem jeklu 316Ti je mogoče uspešno izvajati tako hladne kot vroče preoblikovanje.
Značilnosti hladnega oblikovanja so podobne drugim avstenitnim nerjavnim jeklom, z relativno visokimi stopnjami utrjevanja, ki lahko zahtevajo vmesno žarjenje za težke postopke oblikovanja.
Vroče oblikovanje je treba izvesti v temperaturnem območju 900-1200 stopinj, čemur sledi hitro ohlajanje za optimizacijo odpornosti proti koroziji.
Obdelava 316Ti zahteva pozitivne nagnjene kote, toge nastavitve in izdatno uporabo rezalnih tekočin, ki se priporočajo za optimalno obdelavo in življenjsko dobo orodja.
Cena nerjavečega jekla 316Ti
Cena nerjavečega jekla 316Ti se razlikuje glede na obliko izdelka, dimenzije, količino, mesto nakupa in površinsko obdelavo.
Na podlagi trenutnih tržnih podatkov se cene običajno gibljejo od 1,80 do 4,00 na kilogram za standardne oblike, kot so plošče in plošče, z variacijami glede na specifične dimenzije in nabavno količino.
Za natančne primere cen:
Cev iz nerjavečega jekla 316Ti je na voljo po približno 1.500–6.000 na metrično tono (1,50–6,00 na kilogram), odvisno od specifikacij.
Plošče iz nerjavečega jekla 316Ti so po ceni približno 1,80 USD na kilogram za najmanjše naročilo 1 kilograma.
Plošče iz nerjavečega jekla 316Ti vrhunske kakovosti so na voljo po približno 3,50 USD za kilogram.
Zaključek
Nerjaveče jeklo 316Ti združuje odlično splošno korozijsko odpornost nerjavečega jekla 316 z izboljšano odpornostjo na medzrnato korozijo, zlasti po varjenju ali izpostavljenosti visokim-temperaturam.
S trenutno tržno ceno, ki se običajno giblje od 1,80 do 4,00 za kilogram, odvisno od oblike in količine izdelka.
