ما هو الفرق بين الفولاذ المقاوم للصدأ 316Ti و316L؟

316Ti مقابل 316L: الفرق الأساسي

كل من 316Ti و316L عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي المحتوي على الموليبدينوم تم تطويره لحل نفس المشكلة: ترسيب كربيد الكروم عند حدود الحبوب، مما يدمر مقاومة التآكل عند حمل 316 أو لحامه في نطاق التحسس 450-850 درجة مئوية. إنهم يحلونها بطريقتين مختلفتين. 316L (UNS S31603, EN 1.4404, X2CrNiMo17-12-2) يقلل الكربون إلى 0.03 بالمائة كحد أقصى، لذلك يوجد ببساطة القليل جدًا من الكربون لتكوين كربيدات ضارة. 316Ti (UNS S31635, EN 1.4571, X6CrNiMoTi17-12-2) يحافظ على مستوى الكربون القياسي ولكنه يضيف التيتانيوم بما لا يقل عن خمسة أضعاف محتوى الكربون؛ يربط التيتانيوم الكربون على شكل كربيدات تيتانيوم مستقرة، ويترك الكروم في محلول صلب. والنتيجة العملية هي أن 316Ti يمكنه البقاء على قيد الحياة عند التعرض طويل الأمد لنطاق الحساس دون فقدان مقاومة التآكل، في حين يُفضل 316L للأجزاء الملحومة الثقيلة جدًا حيث يشكل ترسيب الكربيد في المنطقة المتأثرة بالحرارة مصدرًا للقلق.

التركيب الكيميائي

تكوين محدود لكل ASTM A240/A240M.

عنصر (٪)	316 تي آي (S31635)	316L (S31603)
C	أقل من أو يساوي 0.08	أقل من أو يساوي 0.030
كر	16.0-18.0	16.0-18.0
ني	10.0-14.0	10.0-14.0
شهر	2.0-3.0	2.0-3.0
تي	5 × (C+N) دقيقة، 0.70 كحد أقصى	لا أحد
من	أقل من أو يساوي 2.00	أقل من أو يساوي 2.00
سي	أقل من أو يساوي 0.75	أقل من أو يساوي 0.75
P	أقل من أو يساوي 0.045	أقل من أو يساوي 0.045
S	أقل من أو يساوي 0.030	أقل من أو يساوي 0.030
N	أقل من أو يساوي 0.10	أقل من أو يساوي 0.10

الخواص الميكانيكية

خصائص درجة حرارة الغرفة الدنيا للمنتجات الملدنة (قيم JIS G4304 لـ SUS316Ti وSUS316L، بما يتوافق مع الحد الأدنى ASTM A240).

ملكية	316Ti	316L
قوة الشد	أكبر من أو يساوي 520 ميجا باسكال	أكبر من أو يساوي 520 ميجا باسكال
قوة الخضوع (0.2%)	أكبر من أو يساوي 205 ميجا باسكال	أكبر من أو يساوي 205 ميجا باسكال
استطالة	أكبر من أو يساوي 40%	أكبر من أو يساوي 40%
صلابة	أقل من أو يساوي 95 HRB	أقل من أو يساوي 95 HRB
كثافة	8.0 جم/سم3	8.0 جم/سم3

مقاومة التآكل وسلوك اللحام

نظرًا لأن كلا الصفين يحملان نفس نطاقات الكروم والنيكل والموليبدينوم، فإن مقاومتهما للتآكل والشقوق متطابقة بشكل أساسي في خدمة الكلوريد؛ يبلغ معدل PREN لكليهما حوالي 24-28. يظهر الفرق في التاريخ الحراري. 316يقاوم Ti التآكل الحبيبي حتى بعد الخدمة الطويلة أو اللحام في نطاق 450-850 درجة مئوية لأن كربيدات التيتانيوم تتشكل بشكل تفضيلي، ولهذا السبب يتم استخدامه في معدات المعالجة ذات درجة الحرارة العالية. 316L يحقق نفس الحصانة عن طريق الحد من الكربون، ولكن فقط عندما يظل مستوى الكربون عند 0.03 بالمائة؛ لا يزال من الممكن أن يؤدي اللحام ذو القسم الثقيل مع التبريد البطيء إلى حساسية المنطقة المتأثرة بالحرارة بشكل طفيف، وبالنسبة للمقاطع السميكة للغاية أو الدورات الحرارية المتكررة، فإن 316Ti أو الدرجة المستقرة هي الخيار الأكثر أمانًا. لا يقاوم أي من الصفين الكلوريدات الساخنة المركزة أو التآكل الناتج عن إجهاد الكلوريد عند درجة حرارة أعلى من 60 درجة مئوية تقريبًا.

التطبيقات

تم تحديد 316Ti لأنابيب المبادل الحراري، والغلايات، ومكونات أوعية الضغط في المصانع الكيميائية، وأنابيب العمليات ذات درجة الحرارة العالية، والهياكل الملحومة التي ستتعرض إلى 500-800 درجة مئوية أثناء الخدمة، ومعدات تجهيز الأغذية التي يتم تعقيمها بشكل متكرر. 316L هو الإعداد الافتراضي للهياكل البحرية والساحلية، وصهاريج تخزين المواد الكيميائية، وأوعية الأدوية والتكنولوجيا الحيوية، والأدوات الجراحية، وخزانات مصانع الجعة والألبان، وأي بناء ملحوم كبير حيث تكون درجة الكربون منخفضة يبسط اللحام دون المعالجة الحرارية بعد اللحام.

كيفية الاختيار

اختر الموديل 316L لمعظم الخدمات المحيطة والمرتفعة إلى حد ما، وخاصة الخزانات والأنابيب الملحومة الكبيرة حيث تكون قابلية اللحام والتوفر الشامل أمرًا مهمًا. حدد 316Ti عندما يتم تشغيل الجهاز أو تصنيعه في نطاق حساسية 450-850 درجة مئوية، أو عندما يجب لحام الأجزاء الثقيلة بدون معالجة حرارية، أو عندما تكون مواصفات المشروع مكتوبة وفقًا للممارسات الأوروبية حيث يكون 1.4571 هو درجة الموليبدينوم القياسية. بالنسبة لوسائط الكلوريد العدوانية، يجب التحقق من صحة كلا الدرجتين عن طريق الاختبار؛ إذا فشلوا، انتقل إلى درجات الأوستنيتي أو المزدوجة ذات السبائك الأعلى.

الأسئلة المتداولة

س1. أيهما أفضل 316Ti أم 316L؟
لا يعتبر أي منهما أفضل على المستوى العالمي. 316يفضل L للهياكل الملحومة الكبيرة عند درجات الحرارة المعتدلة؛ يُفضل 316Ti عندما تعرض الخدمة أو التصنيع الفولاذ لنطاق حساسية 450-850 درجة مئوية على مدى فترات طويلة.

س2. هل الدرجات 316Ti و316L معادلة؟
وهي مرتبطة ببعضها ولكنها غير قابلة للتبديل: 316Ti هو UNS S31635 / EN 1.4571، و316L هو UNS S31603 / EN 1.4404. كلاهما يلتقيان بنفس القوة ومقاومة الحفر ولكنهما يختلفان في محتوى الكربون والتيتانيوم.

س3. هل يمكن استخدام 316Ti بدلاً من 316L في البيئات البحرية؟
نعم، مع محتوى الموليبدينوم المكافئ فإن مقاومة الكلوريد تكون متشابهة. لا يضيف تثبيت التيتانيوم مقاومة للتنقر؛ فهو يمنع فقط التآكل الحبيبي بعد التسخين.

س 4. هل يحتاج 316Ti إلى معالجة حرارية بعد اللحام؟
لا. يمنع تثبيت التيتانيوم ترسيب كربيد الكروم في منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة، لذلك لا يلزم إجراء معالجة حرارية بعد اللحام.

س5. لماذا يعد 316Ti أكثر شيوعًا في أوروبا من 316L؟
لقد فضلت الممارسة الأوروبية تقليديًا الدرجة المستقرة 1.4571 للمعدات الملحومة ذات درجة الحرارة العالية، في حين أن الممارسة الأمريكية والآسيوية تفضل الدرجة المنخفضة الكربون 316L (1.4404). عادةً ما يحدد التوفر والإلمام برمز التصميم الاختيار.

س6. ما هو محتوى التيتانيوم الذي يتطلبه 316Ti؟
وفقًا لمعيار ASTM A240، تم تحديد التيتانيوم بحد أدنى 5x (C+N)، وبحد أقصى 0.70 بالمائة؛ فهو يربط الكربون على شكل كربيدات تيتانيوم مستقرة، ويترك الكروم في محلول صلب.