Titan iz nerjavečega jekla 316Ti-stabiliziran molibden-ki vsebuje

316Ti je titanovo-stabilizirano molibden-vsebujoče avstenitno nerjavno jeklo. Titan se prednostno združuje z ogljikom, da tvori TiC, kar odpravlja interkristalno korozijo in izboljša visoko-temperaturno stabilnost. Primeren je za-komponente za varjenje pri visokih temperaturah, ki zahtevajo odpornost proti koroziji in odpornost proti medkristalni koroziji.

Kemična sestava (masni %): C Manjši ali enak 0,08, Cr=16.00-18.00, Ni=10.00-14.00, Mo=2.00-3.00, Ti=4×C-0,70, Si Manjši ali enak 1,00, Mn Manjši ali enak 2,00, P Manjši ali enak 0,045, S Manjši ali enak 0,030, Fe=Ravnotežje

Mehanske lastnosti (žarjeno): Natezna trdnost večja ali enaka 515MPa, meja tečenja večja ali enaka 205MPa, raztezek večji ali enak 40%, trdota manjša ali enaka 217HB

Prednosti delovanja: Odlična odpornost proti interkristalni koroziji po varjenju, toplotna obdelava po -varjenju ni potrebna; visoka-temperaturna stabilnost (stalna delovna temperatura do 900 stopinj); dobra odpornost na visoko{3}}temperaturno kloridno korozijo; odlična varivost in sposobnost oblikovanja.

Aplikacije: pomožne komponente letalskih-motorjev, visoko{1}}temperaturne izmenjevalne cevi (800-900 stopinj), cevovodi pomožne opreme jedrske elektrarne, obloge visokotemperaturnih peči, pomožni deli petrokemičnih peči za kreking.

Enakovredne ocene: UNS S31635, JIS SUS316Ti, EN 1.4571, GB 06Cr17Ni12Mo2Ti

Q&A

V1: Kakšen je stabilizacijski mehanizem titana v 316Ti? A1: Stabilizacijski mehanizem titana v 316Ti temelji na prednostni kombinaciji titana in ogljika za tvorbo stabilnih titanovih karbidov (TiC), s čimer se prepreči nastajanje kromovih karbidov in prepreči interkristalna korozija. Pri visokih temperaturah ali med varjenjem ima ogljik v nerjavnem jeklu večjo afiniteto za titan kot za krom. V 316Ti je vsebnost titana nadzorovana pri 4 × C-0,70 mas. %, kar zagotavlja, da se ves ogljik poveže s titanom, da nastane TiC, namesto da se združi s kromom, da nastane Cr₂3C₆. Izločanje Cr₂₃C₆ na mejah zrn bo porabilo krom v območju mej zrn, kar bo oblikovalo krom-osiromašeno območje in povzročilo interkristalno korozijo. V nasprotju s tem je TiC izjemno stabilen in se ne razgradi zlahka, pri njegovi tvorbi pa se ne porablja kroma, s čimer se ohranja celovitost krom-bogatega pasivacijskega filma na mejah zrn. Ta stabilizacijski mehanizem omogoča, da ima 316Ti odlično odpornost proti interkristalni koroziji po varjenju brez toplotne obdelave po varjenju.

V2: Ali lahko 316Ti nadomesti 316L pri-komponentah, ki zahtevajo intenzivno varjenje? A2: Da, 316Ti lahko nadomesti 316L pri-komponentah, ki zahtevajo intenzivno varjenje, in ima prednosti pri visoko-temperaturnih aplikacijah. Tako 316Ti kot 316L imata odlično odpornost proti interkristalni koroziji po varjenju; 316L to doseže z ultra-nizko vsebnostjo ogljika, medtem ko 316Ti temelji na stabilizaciji s titanom. V korozijskih okoljih pri sobni{16}}temperaturi je njuna korozijska odpornost podobna, oba imata zaradi vsebnosti molibdena dobro odpornost proti kloridni koroziji. Vendar pa ima 316Ti v visoko{18}}temperaturnih okoljih (nad 800 stopinj) očitne prednosti: njegova neprekinjena delovna temperatura (do 900 stopinj) je za 30 stopinj višja kot pri 316L (870 stopinj), poleg tega ima boljšo visoko{25}}temperaturno oksidacijsko odpornost in trdnost pri lezenju. Za visoko{27}}varjenje-komponent (kot so izpušne cevi letalskih-motorjev) je bolj primeren 316Ti. Vendar pa je 316Ti 10-15 % dražji od 316L in ima nekoliko slabšo obdelovalnost zaradi vsebnosti titana, zato je 316L še vedno prednost pri nizkih temperaturah ali splošni koroziji s strogim nadzorom stroškov.

V3: Kateri varilni materiali se uporabljajo za nerjavno jeklo 316Ti? A3: Primerni varilni materiali za nerjavno jeklo 316Ti so predvsem varilna žica ER316Ti in elektrode E316Ti. Varilna žica ER316Ti je prednostna za plinsko obločno varjenje (GTAW) in plinsko obločno varjenje (GMAW), ker vsebuje enako vsebnost titana kot osnovna kovina, kar zagotavlja, da ima zvar enak mehanizem stabilizacije in odpornost proti koroziji kot 316Ti. Med varjenjem je pomembno nadzorovati dovod toplote na manj kot ali enako 180J/mm, da preprečite pregrevanje, ki lahko povzroči prekomerno rast zrn in zmanjša mehanske lastnosti zvara. Kot zaščitni plin je treba uporabiti argon visoke{12}}čistosti (večji ali enak 99,99 %), da se prepreči oksidacija zvara. Priporočljiva je pasivna obdelava po-varu za izboljšanje korozijske odpornosti površine vara, vendar žarjenje po-varu zaradi stabilizacije titana ni potrebno. Za 316Ti ni priporočljivo uporabljati varilne žice ER316L, saj lahko pomanjkanje titana v zvaru povzroči interkristalno korozijo v okoljih z visoko-temperaturo.

V4: Kakšna je razlika v-zmogljivosti pri visokih temperaturah med 316Ti in 316? A4: Zmogljivost 316Ti pri visokih-temperaturah je bistveno boljša kot pri 316, kar se odraža predvsem v stabilnosti pri visokih-temperaturah, odpornosti proti oksidaciji in trdnosti pri lezenju. Prvič, delovna temperatura: stalna delovna temperatura 316Ti lahko doseže 900 stopinj, kar je 30 stopinj višje od 870 stopinj 316. Drugič, visoko{16}}temperaturna odpornost proti oksidaciji: pri 850 stopinjah 316Ti tvori bolj gost in stabilen oksidni film, ki ga ni enostavno odlepiti, medtem ko se lahko oksidni film 316 po dolgotrajnem-delovanju postara in odlušči. Tretjič, trdnost pri lezenju pri visokih316 temperaturah: pri 800 stopinjah je 1000-urna trdnost pri lezenju 316Ti 20-30 % višja kot pri 316, kar mu omogoča ohranjanje strukturne stabilnosti pri dolgotrajnih-visokih-temperaturah in visokih-obremenitvah. Četrtič, odpornost na visoko-temperaturno korozijo: v visoko{35}}temperaturnih okoljih, ki vsebujejo kloridne ione ali žveplov dioksid, struktura 316Ti,-stabilizirana s titanom, zmanjša tveganje intergranularne korozije, medtem ko je 316 nagnjen k preobčutljivosti pri 450-850 stopinjah. Zaradi teh razlik je 316Ti bolj primeren za uporabo pri visokih temperaturah, medtem ko je 316 omejen na srednjetemperaturna okolja.

V5: Kakšne so značilnosti obdelave nerjavečega jekla 316Ti? A5: Nerjaveče jeklo 316Ti ima posebne lastnosti obdelave zaradi dodatka titana. Prvič, obdelovalnost je nekoliko slabša od 316: titanovi karbidi (TiC) v 316Ti so trdi in krhki, povečujejo obrabo orodja med rezanjem, zato je treba uporabljati orodja z visoko trdoto in odpornostjo proti obrabi (kot so orodja iz karbidne trdine). Drugič, potrebna je večja rezalna sila: v primerjavi s 316 ima 316Ti večji rezalni upor, zato mora imeti obdelovalni stroj zadostno moč in togost. Tretjič, dober nadzor ostružkov: med rezanjem 316Ti proizvaja neprekinjene ostružke, ki jih je treba zlomiti z uporabo orodij z ustreznimi lomilci ostružkov, da preprečite, da bi zapletanje ostružkov vplivalo na obdelavo. Četrtič, nizka rezalna hitrost: za zmanjšanje obrabe orodja mora biti rezalna hitrost 316Ti 10-20% nižja kot pri 316. Petič, zadostno hlajenje in mazanje: med strojno obdelavo uporabljajte rezalne tekočine z dobrimi hladilnimi in mazalnimi lastnostmi, da zmanjšate temperaturo rezanja, preprečite lepljenje orodja in izboljšate kakovost površine. Kljub tem značilnostim lahko 316Ti s pravilno izbiro orodij in parametri obdelave še vedno doseže visoko natančno obdelavo, ki izpolnjuje zahteve letalskih in vesoljskih komponent za jedrsko energijo.