Thép không gỉ 316Ti và 316L: Carbon ổn định và carbon-thấp cho dịch vụ hàn

 

Các chiến lược cụ thể mà mỗi lớp sử dụng để ngăn chặn tình trạng "mối hàn bị hư hỏng" là gì?
Lớp 316L (UNS S31603) sử dụng chiến lược "-cacbon thấp", hạn chế lượng cacbon ở mức tối đa 0,03%. Điều này hạn chế lượng carbon có sẵn để tạo thành cacbua crom trong quá trình hàn, giảm thiểu độ nhạy cảm. Lớp 316Ti (UNS S31635) sử dụng chiến lược "ổn định". Nó có hàm lượng carbon cho phép cao hơn nhưng có thêm titan (thường Lớn hơn hoặc bằng 5 x C%). Titan, có ái lực với carbon mạnh hơn crom, tạo thành các cacbua titan ổn định, để lại toàn bộ crom trong dung dịch để duy trì khả năng chống ăn mòn. Cả hai đều hiệu quả, nhưng hiệu suất của chúng khác nhau khi tiếp xúc với nhiệt độ{12}cao kéo dài.

Trong trường hợp nào 316Ti mang lại lợi thế tiềm năng so với 316L phổ biến hơn?
316Ti có thể mang lại lợi thế trong các ứng dụng mà thành phần hàn sẽ được sử dụng liên tục ở nhiệt độ cao (ví dụ: 400-800 độ). Cacbua titan ổn định hơn ma trận cacbon-thấp 316L ở nhiệt độ này. Do đó, 316Ti có thể được chỉ định cho đường ống xử lý nhiệt độ cao, vỏ bộ trao đổi nhiệt hoặc các bộ phận của lò được hàn và sau đó phải chịu nhiệt độ cao trong thời gian dài. Đối với dịch vụ nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ cao vừa phải, 316L thường được ưa thích hơn do tính chất hóa học đơn giản hơn và tính sẵn có rộng rãi hơn.

Có bất kỳ hạn chế hoặc biện pháp phòng ngừa đặc biệt nào khi hàn 316Ti không?
Biện pháp phòng ngừa chính khi hàn 316Ti là đảm bảo che chắn khí đầy đủ. Nếu titan trong bể hàn bị oxy hóa do che chắn kém, nó sẽ mất tác dụng ổn định, khiến bản thân kim loại mối hàn dễ bị nhạy cảm. Do đó, khả năng bao phủ khí tốt (và thường xuyên thanh lọc ngược để lấy rễ) là rất quan trọng. Việc lựa chọn kim loại phụ cũng rất quan trọng; trong khi chất độn 316L có thể được sử dụng, để có khả năng chống ăn mòn tối đa trong mối hàn, đôi khi nên sử dụng chất độn ổn định niobium-như ER347. 316L thường được coi là có độ ổn định cao hơn đối với hàn chế tạo thông thường.

So sánh chi phí và tính sẵn có của hai loại này như thế nào?
316L là một trong những loại thép không gỉ được cung cấp rộng rãi nhất trên toàn cầu, ở tất cả các dạng sản phẩm. 316Ti ít phổ biến hơn và có thể không có sẵn ở mọi kích thước hoặc dạng thức, chẳng hạn như tấm mỏng hoặc ống có đường kính-nhỏ. Nó thường có mức giá cao hơn do bổ sung titan. Điều này làm cho 316L trở thành lựa chọn mặc định cho hầu hết các ứng dụng. 316Ti thường chỉ được chỉ định khi các lợi ích ổn định cụ thể của nó được yêu cầu theo mã thiết kế hoặc đối với điều kiện sử dụng nhiệt độ-cao đã được ghi lại.

Bài học quan trọng đối với một kỹ sư viết đặc tả vật liệu là gì?
Đừng chỉ định 316Ti đơn giản là phiên bản "tốt hơn" hoặc "ổn định hơn" của 316L. Đó là một lớp chuyên gia. Giá trị mặc định cho thiết bị chống ăn mòn hàn-phải là 316L. Chỉ chỉ định 316Ti khi áp dụng một trong các điều kiện sau: 1) Mã thiết kế quản lý (ví dụ: ASME cho bình chịu áp lực) yêu cầu cấp ổn định cho nhiệt độ thiết kế. 2) Thành phần sẽ hoạt động liên tục trên ~400 độ sau khi hàn. 3) Có một trường hợp cụ thể được ghi lại về lỗi nhạy cảm 316L trong một ứng dụng giống hệt nhau. Luôn tham khảo ký hiệu UNS đầy đủ để tránh nhầm lẫn.