خواص و قیمت فولاد ضد زنگ 316Ti

مقدمه

فولاد ضد زنگ 316Ti یک فولاد ضد زنگ آستنیتی تثبیت شده با تیتانیوم-است. این آلیاژ تیتانیوم را برای رفع محدودیت‌های خاص و در عین حال حفظ مقاومت در برابر خوردگی عالی و خواص مکانیکی که سری 316 را می‌سازد، اضافه می‌کند.

تیتانیوم مقاومت مواد را در برابر خوردگی بین دانه‌ای، به ویژه در محیط‌های{0}در دمای بالا و پس از عملیات جوشکاری، بهبود می‌بخشد.

این مقاله یک تجزیه و تحلیل جامع از فولاد ضد زنگ 316Ti را ارائه می دهد و ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و فیزیکی، رفتار خوردگی، عملکرد دما و قیمت فعلی بازار را تجزیه و تحلیل می کند.

ترکیب شیمیایی و مشخصات

محتوای تیتانیوم، که نشان دهنده تفاوت تعیین کننده از فولاد ضد زنگ استاندارد 316 است، معمولاً در بیشتر یا مساوی 5×C٪ (محتوای کربن) با محدوده کلی 0.2-0.7٪ کنترل می شود.

ترکیب شیمیایی کامل شامل:

کروم (16.0-19.0%)، که مقاومت اصلی در برابر خوردگی را از طریق تشکیل یک فیلم غیرفعال محافظ فراهم می کند.

نیکل (10.0-14.0%)، که ریزساختار آستنیتی را تثبیت می کند و چقرمگی را افزایش می دهد.

مولیبدن (2.0-3.0%)، که به طور قابل توجهی مقاومت در برابر خوردگی حفره‌ای و شکاف را در محیط‌های حاوی کلرید بهبود می‌بخشد.

محتوای کربن در حداکثر 0.08٪ کنترل می شود.

در حالی که سایر ترکیبات شامل سیلیکون (کمتر یا مساوی 1.00%)، منگنز (کمتر یا مساوی 2.00%)، فسفر (کمتر یا مساوی 0.045%) و گوگرد (کمتر یا مساوی 0.030%) در سطوحی حفظ می‌شوند که اثرات منفی بالقوه آنها را بر روی خواص خوردگی به حداقل می‌رساند.

و 316Ti معادل های زیادی از جمله UNS S31635، EN 1.4571 و JIS SUS316Ti دارد. این استانداردها خواص مواد را بدون توجه به منبع تولید تضمین می کند و قابلیت اطمینان را برای کاربردهای حیاتی فراهم می کند.

خواص مکانیکی و فیزیکی

فولاد ضد زنگ 316Ti ترکیبی متعادل از استحکام، شکل‌پذیری و چقرمگی را ارائه می‌کند که آن را برای کاربردهای مختلف ساختاری و فشاری{1}} مناسب می‌کند.

در شرایط آنیل شده، ماده معمولاً حداقل استحکام کششی 520 مگاپاسکال و حداقل استحکام تسلیم 205 مگاپاسکال را با کشیدگی چشمگیر 40 درصد یا بیشتر نشان می‌دهد.

خواص فیزیکی 316Ti شامل چگالی تقریبی 7.98 g/cm³ و محدوده نقطه ذوب 1375-1400 درجه است.

این ماده ویژگی‌های فولاد ضد زنگ آستنیتی معمولی را با چقرمگی بالا حتی در دماهای برودتی و بدون نفوذپذیری مغناطیسی در شرایط آنیل نشان می‌دهد.

جدول: خواص مکانیکی فولاد ضد زنگ 316Ti

این ماده به خوبی به کار سرد پاسخ می دهد، با قابلیت تقویت قابل توجهی از طریق فرآیندهایی مانند نورد سرد یا کشیدن.

با این حال، این کار سرد کار سختی را معرفی می کند که ممکن است به عملیات بازپخت میانی برای کاربردهای شکل دهی شدید نیاز داشته باشد.

عملکرد مقاومت در برابر خوردگی

مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ 316Ti یکی از با ارزش ترین عملکرد آن به ویژه در محیط های شیمیایی تهاجمی است. این ماده مقاومت در برابر خوردگی عالی آلیاژ 316 را حفظ می کند و در عین حال عملکرد بهتری را ارائه می دهد.

افزودن تیتانیوم در درجه اول مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای را بهبود می بخشد، پدیده ای که زمانی رخ می دهد که کاربیدهای کروم در مرز دانه ها در طول قرار گرفتن در معرض دماهای بین 550-800 درجه رسوب می کنند.

با تشکیل کاربیدهای تیتانیوم پایدار ترجیحاً به کاربیدهای کروم، تیتانیوم از تخلیه کروم در مرزهای دانه جلوگیری می کند و در نتیجه مقاومت خوردگی ذاتی ماده را حتی پس از جوشکاری یا قرار گرفتن در معرض دمای- بالا حفظ می کند.

این باعث می شود 316Ti مخصوصاً برای تجهیزات ساخته شده ای که جوشکاری گسترده است و عملیات حرارتی بعد از جوشکاری عملی نباشد.

علاوه بر بهبود مقاومت در برابر خوردگی بین دانه‌ای، 316Ti مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی حفره‌ای و شکافی نشان می‌دهد، به‌ویژه در محیط‌های حاوی کلرید مانند آب دریا، جریان‌های فرآوری شیمیایی، و جوهای ساحلی.

این ماده مقاومت خوبی در برابر اسیدهای آلی و معدنی مختلف از جمله اسیدهای سولفوریک، فسفریک، استیک و فرمیک نشان می‌دهد که آن را برای تجهیزات پردازش شیمیایی مناسب می‌کند.

این ترکیبی از ویژگی‌های مقاومت در برابر خوردگی، 316Ti را قادر می‌سازد تا در محیط‌های خورنده متنوع، از قرار گرفتن در معرض جوی ملایم تا شرایط پردازش شیمیایی شدید، به طور قابل‌اطمینانی عمل کند.

عملکرد دمای بالا-

فولاد ضد زنگ 316Ti در مقایسه با فولاد ضد زنگ استاندارد 316 قابلیت‌های دمای بالا-افزایش‌یافته‌ای را ارائه می‌کند، با دماهای سرویس موثر از -198 درجه تا تقریباً 900 درجه.

این ماده خواص مکانیکی مفیدی را در دماهای بالا حفظ می کند، با حفظ استحکام قابل توجهی تا حدود 800 درجه.

این استحکام در دمای بالا، همراه با مقاومت در برابر اکسیداسیون خوب، 316Ti را برای کاربردهایی مانند مبدل های حرارتی، اجزای دیگ بخار، قطعات کوره و سیستم های اگزوز مناسب می کند.

مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا ناشی از تشکیل یک مقیاس اکسید کروم محافظ است که از حمله اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می کند.

برای استفاده مداوم، 316Ti به طور کلی برای دماهای تا حدود 850 درجه توصیه می شود، در حالی که سرویس متناوب می تواند تا 900 درجه افزایش یابد. بالاتر از این دماها، پوسته پوسته شدن قابل توجهی ممکن است رخ دهد، و خواص مکانیکی ممکن است به سطوح غیر قابل قبول تنزل یابد.

خواص تولید و ساخت

خواص ساخت فولاد زنگ نزن 316Ti عموماً مطلوب است و در صورت استفاده از تکنیک‌های مناسب، جوش‌پذیری، شکل‌پذیری و ماشین‌کاری خوبی دارد.

این ماده را می توان با استفاده از تمام روش های جوشکاری ذوبی استاندارد، از جمله جوشکاری قوسی تنگستن با گاز (GTAW/TIG)، جوشکاری قوس فلزی با گاز (GMAW/MIG) و جوشکاری قوس فلزی محافظ (SMAW) جوش داد.

برای مقاومت بهینه در برابر خوردگی در شرایط جوشکاری، ممکن است از فلزات پرکننده منطبق یا بیش از{1}آلیاژ شده مانند ER316Ti یا ER320 استفاده شود.

عملیات حرارتی پس از جوشکاری معمولاً برای 316Ti لازم نیست، که نشان دهنده مزیت قابل توجهی در ساخت سازه های بزرگ یا پیچیده است که عملیات حرارتی غیرعملی یا پرهزینه است.

عملیات شکل دهی، چه سرد و چه گرم، می تواند با موفقیت بر روی فولاد ضد زنگ 316Ti انجام شود.

ویژگی‌های شکل‌دهی سرد مشابه سایر فولادهای زنگ نزن آستنیتی است، با نرخ سختی کاری نسبتاً بالا که ممکن است نیاز به بازپخت میانی برای عملیات‌های شکل‌دهی شدید داشته باشد.

شکل دهی گرم باید در محدوده دمایی 900-1200 درجه انجام شود و به دنبال آن خنک سازی سریع برای بهینه سازی مقاومت در برابر خوردگی انجام شود.

ماشینکاری 316Ti نیاز به زوایای چنگک مثبت، تنظیمات سفت و سخت و استفاده سخاوتمندانه از مایعات برش دارد که برای عملکرد بهینه ماشینکاری و عمر ابزار توصیه می شود.

قیمت فولاد ضد زنگ 316Ti

قیمت فولاد ضد زنگ 316Ti بر اساس فرم محصول، ابعاد، مقدار، محل خرید و پرداخت سطح متفاوت است.

بر اساس داده های فعلی بازار، قیمت ها معمولاً از 1.80 تا 4.00 در هر کیلوگرم برای فرم های استاندارد مانند ورق و صفحه، با تغییرات بر اساس ابعاد خاص و مقدار خرید متغیر است.

برای مثال قیمت دقیق:

لوله فولادی ضد زنگ 316 Ti تقریباً 1500-6000 در هر تن متریک (1.50-6.00 در هر کیلوگرم) بسته به مشخصات ارائه می شود.

ورق های فولادی ضد زنگ 316Ti در حدود 1.80 دلار در هر کیلوگرم برای حداقل سفارش 1 کیلوگرم قیمت دارند.

ورق های فولادی ضد زنگ 316Ti با کیفیت اولیه تقریباً 3.50 دلار در هر کیلوگرم در دسترس هستند.

نتیجه گیری

فولاد ضد زنگ 316Ti مقاومت خوردگی عالی فولاد ضد زنگ 316 را با مقاومت افزایش یافته در برابر خوردگی بین دانه ای، به ویژه پس از جوشکاری یا قرار گرفتن در معرض دمای بالا ترکیب می کند.

با قیمت فعلی بازار که معمولاً بسته به شکل و مقدار محصول از 1.80 تا 4.00 در هر کیلوگرم متغیر است.

آیا می خواهید قیمتی برای 316Ti داشته باشید؟