الفولاذ المقاوم للصدأ 316Ti (UNS S31635): درجة الأوستنيتي المستقرة بالتيتانيوم للخدمة في درجات الحرارة العالية
Dec 02, 2025
ترك رسالة
316Ti يملأ الفجوة بين المعيار 316، الذي يتحسس في منطقة اللحامات المتأثرة بالحرارة وفي نطاق الخدمة 425-815 درجة، والسبائك المكلفة القائمة على النيكل. يتمتع التيتانيوم بتقارب أقوى للكربون من الكروم، لذلك يتم قفل الكربون في كربيدات التيتانيوم المستقرة ويبقى الكروم في محلول صلب، مما يحافظ على الفيلم السلبي عند حدود الحبوب. التسميات الرئيسية هي UNS S31635، EN 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2)، JIS SUS316Ti وGB 06Cr17Ni12Mo2Ti؛ يتم تغطية نماذج المنتجات بواسطة ASTM A240 للألواح والصفائح، وASTM A312/A213 للأنابيب والأنابيب، وASTM A479 للقضبان.
التركيب الكيميائي حسب ASTM A240
تتبع حدود التركيب للوحة والصفائح والشريط UNS S31635 ASTM A240.
| عنصر | محتوى، ٪ |
|---|---|
| الكربون (ج) | 0.08 max |
| المنغنيز (من) | 2.00 max |
| الفوسفور (ف) | 0.045 max |
| الكبريت (S) | 0.030 max |
| السيليكون (سي) | 0.75 max |
| الكروم (الكروم) | 16.00-18.00 |
| النيكل (ني) | 10.00-14.00 |
| الموليبدينوم (مو) | 2.00-3.00 |
| التيتانيوم (تي) | 5×C دقيقة، 0.70 كحد أقصى |
الخواص الميكانيكية
يتم عرض خصائص الحد الأدنى لدرجة حرارة الغرفة في الحالة الملدنة وفقًا لمعيار ASTM A240 أدناه.
| ملكية | قيمة |
|---|---|
| قوة الشد، MPa | 515 min |
| قوة الخضوع 0.2%، MPa | 205 min |
| استطالة،٪ | 40 min |
| صلابة برينل، HBW | 217 max |
عند درجة حرارة مرتفعة، يحتفظ 316Ti بجزء مفيد من قوته في درجة حرارة الغرفة: في نطاق 650-900 درجة، يكون سلوك الزحف والتمزق الناتج عن الإجهاد متفوقًا على السلوك القياسي 316، لأن كربيدات التيتانيوم الدقيقة تقيد انزلاق حدود الحبوب. يتم توفير المعيار EN 1.4571 بشكل شائع مع حد أدنى من قوة الإثبات أعلى قليلًا من درجة ASTM، مما يعكس ممارسة المطحنة النموذجية.
مقاومة التآكل وسلوك التثبيت
يتطابق 316Ti مع مقاومة الكلوريد والتنقير التي تبلغ 316 بفضل احتوائه على 2-3% من الموليبدينوم، لذلك فهو يقاوم التنقير وتآكل الشقوق في مياه البحر والمحلول الملحي ومحاليل الكلوريد الكيميائية. تظهر ميزة التثبيت بعد التعرض الحراري: حيث تحافظ وصلة اللحام 316Ti أو المكون الذي يتم تسخينه في نطاق التحسس على مقاومته للتآكل بين الحبيبات، لأن كربيدات التيتانيوم، وليس كربيدات الكروم، تترسب عند حدود الحبوب. يتم التحقق من ذلك عمليًا من خلال اختبارات التآكل بين الحبيبات مثل اختبار كبريتات النحاس ASTM A262 Practice E على العينات الحساسة. في الأحماض المؤكسدة بقوة، يكون معدل التآكل للدرجات المثبتة بالتيتانيوم أعلى بشكل هامشي من 316L، ولكن بالنسبة للخدمة ذات درجة الحرارة العالية حيث يتم استخدام 316Ti، فإن هذا الاختلاف لا يكاد يذكر.
اللحام والتصنيع والمعالجة الحرارية
يتم لحام 316Ti بسهولة بواسطة GTAW وGMAW وSMAW. استخدم مادة حشو مثبتة من التيتانيوم مثل ER316Ti بحيث يحتفظ المفصل بنفس الثبات مثل المعدن الأساسي؛ تعمل مادة الحشو غير المستقرة مثل ER316L على إعادة إدخال خطر التحسس في معدن اللحام. التلدين بعد اللحام غير مطلوب بشكل عام، حتى بالنسبة للمقاطع السميكة، لأن التيتانيوم يمنع تكوين الكربيد أثناء اللحام. يعد التنظيف المسبق للزيت والأكسيد أمرًا مهمًا لأن التيتانيوم يتأكسد بسهولة. نطاق التلدين للمحلول 316Ti هو حوالي 950-1100 درجة متبوعًا بالتبريد السريع؛ تجنب التبريد البطيء من خلال 425-815 درجة. يؤدي عمل التشكيل على البارد إلى تصلب الدرجة بشكل أسرع من 316 في بعض أشكال المنتجات، لذلك قد تكون هناك حاجة للتليين المتوسط للسحب العميق الشديد.
التطبيقات والاختيار
التطبيقات النموذجية هي معدات المعالجة الكيميائية مثل أنابيب أفران التكسير وأوعية معالجة الأحماض، والمبادلات الحرارية لمحطات الطاقة ومولدات البخار، والمنصات البحرية والمبادلات الحرارية البحرية، وهضم اللب والورق، ومصنع تجهيز الأغذية حيث توجد الكلوريدات الساخنة. إرشادات الاختيار: اختر 316Ti عندما يكون الجزء ملحومًا والخدمة تجمع بين الحرارة والكلوريدات؛ اختر المعيار 316 للحرارة الخفيفة والتآكل تحت نطاق التحسس؛ اختر 316H حيث تهيمن قوة الجفاف في درجات الحرارة العالية ولا يكون التآكل هو المشكلة؛ والانتقال إلى درجات أعلى من السبائك مثل 6% من الموليبدينوم الفائق الأوستنيتي أو الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج حيث يجب أن تتجاوز مقاومة التنقر مقاومة عائلة 316.
الأسئلة المتداولة
س1: ماذا يفعل التيتانيوم في 316Ti؟A1: يربط التيتانيوم الكربون في كربيدات التيتانيوم بحيث لا يتم استنفاد الكروم عند حدود الحبوب أثناء اللحام أو الخدمة عند درجة حرارة 425-815 درجة. وهذا يحافظ على الفيلم السلبي ويمنع التآكل الحبيبي، وهو فشل التوعية للمعيار 316.
س2: ما هي درجة حرارة الخدمة القصوى لـ 316Ti؟ج2: يتم الاستشهاد بالخدمة المستمرة بشكل عام حتى حوالي 900 درجة في الأجواء المؤكسدة للأجزاء ذات التحميل الخفيف. بالنسبة للخدمة الحاملة التي تزيد عن 550 درجة تقريبًا، يتم التصميم لزحف البيانات وتمزقها؛ فوق 900 درجة حدد درجة مقاومة للحرارة من السبائك الأعلى.
س 3: كيف يتصرف 316Ti في بيئات الكلوريد؟A3: يطابق 316: يوفر الموليبدينوم 2-3% مقاومة جيدة للتآكل والشقوق في مياه البحر والمحلول الملحي، وعلى عكس 316، تنجو هذه المقاومة من اللحام والتعرض لدرجة الحرارة العالية.
س 4: هل يحتاج 316Ti إلى معالجة حرارية بعد اللحام؟A4: لا. التثبيت يمنع ترسيب كربيد الكروم أثناء اللحام، لذا فإن التلدين بالمحلول بعد اللحام غير مطلوب لمقاومة التآكل في معظم السُمك. لا يزال يوصى بالتخليل والتخميل في منطقة اللحام.
س 5: ما هو معدن الحشو الذي يجب استخدامه في اللحام 316Ti؟A5: مادة حشو مثبتة بالتيتانيوم مثل ER316Ti لكل AWS A5.9. يعد استخدام ER316L مقبولًا في بعض الأكواد ولكن رواسب اللحام تفتقر بعد ذلك إلى تثبيت التيتانيوم وقد تصبح حساسة في الخدمة الشديدة.
س 6: كيف يمكن مقارنة 316Ti مع 316H؟A6: يحمل 316H 0.04-0.10% من الكربون للحصول على قوة أعلى في درجات الحرارة العالية ولكنه غير مستقر، لذلك يمكن أن يكون حساسًا في الخدمة الملحومة أو المسببة للتآكل. 316Ti هو الاختيار حيث تعمل الحرارة والتآكل معًا؛ يناسب 316H التطبيقات الجافة ذات درجات الحرارة العالية مثل أجزاء الفرن.
إرسال التحقيق