316Ti vs 316L ステンレス鋼: 安定化と低炭素のどちらを選択するか

はじめに: 同じ問題に対する 2 つの解決策

グレード 316L (UNS S31603、EN 1.4404、JIS SUS316L) とグレード 316Ti (UNS S31635、EN 1.4571、JIS SUS316Ti) は、同じモリブデン含有オーステナイト基材を共有​​しています。それらは、溶接腐食、溶接中または高温暴露中の炭化クロムの析出によって引き起こされる粒界腐食を防ぐ方法が異なります. 316L では超低炭素制限が使用されています。 316Tiはチタン安定化を使用しています。どちらを選択するかは、使用温度、コード要件、可用性によって異なります。

化学組成の比較 (ASTM A240)

元素(重量%)	316L (UNS S31603)	316Ti (UNS S31635)
カーボン(C)	0.030 max	0.08 max
マンガン(Mn)	2.00 max	2.00 max
リン(P)	0.045 max	0.045 max
硫黄(S)	0.030 max	0.030 max
シリコン（Si）	0.75 max	0.75 max
クロム(Cr)	16.00 - 18.00	16.00 - 18.00
ニッケル(Ni)	10.00 - 14.00	10.00 - 14.00
モリブデン(Mo)	2.00 - 3.00	2.00 - 3.00
チタン(Ti)	-	5 x (C+N) 最小、最大 0.70
窒素(N)	0.10 max	0.10 max
鉄(Fe)	バランス	バランス

機械的特性の比較（焼きなまし）

財産	316L	316Ti
抗張力	485MPa以上	515MPa以上
降伏強度 (0.2% オフセット)	170MPa以上	205MPa以上
伸長	40%以上	40%以上

溶接腐食に対する 2 つの戦略

316L では、炭素は最大 0.030 パーセントに制限されており、炭素が少なすぎると溶接中に粒界に有害な炭化クロムが形成されません。 316Ti では、カーボンは標準 316 のレベルに達する可能性がありますが、チタンはカーボンと窒素の含有量の少なくとも 5 倍が添加されています。チタンはクロムよりも優先して安定した炭化物を形成し、クロムを溶液中に保ち、耐食性を維持します。どちらの戦略も機能します。高温にさらされた状態が続くと、長期的な挙動が異なります。

高温サービス

316Ti は、約 400 ～ 900 ℃ での連続使用における溶接部品に明らかな利点をもたらします。この範囲では、炭化チタンは 316L の低炭素マトリックスよりも安定したままであるため、316Ti は時間の経過とともに徐々に鋭敏化する影響を受けにくくなります。このため、ASME などの高温設計基準では、溶接後に高温で動作する圧力容器のシェル、熱交換器のチューブシート、炉部品に 316Ti を指定しています。. 316L は、周囲温度付近での一般的な腐食用途に十分に適したままです。

溶接および製作上の注意事項

316Ti の主な予防策は溶接に関するものです。溶接池内のチタンの酸化を防ぐためには、優れたシールドガス被覆率が重要です。チタンが酸化すると安定化効果が失われ、溶接部が鋭敏化する可能性があります。適切なフィラーの選択と健全な溶接技術が不可欠です。これとは別に、機械加工および成形特性は標準の 316 および 316L と非常に似ています。

入手可能性と調達

316L は 2 つのグレードの中で最も広く在庫されており、ほとんどの製造業者のデフォルトです。. 316Ti は通常、チタンの添加により若干の価格プレミアムがあり、特定の製品形態ではリードタイムが長くなる場合があります。通常、コストの差はプロジェクトの総コストと比較するとわずかであるため、決定は材料価格だけではなく、サービス条件とコード要件に基づいて決定される必要があります。

仕様ガイダンス

仕様は、準拠する設計コードと設計温度に従う必要があります。周囲温度付近での一般的な耐食溶接加工の場合は、316L を指定してください。設計が圧力容器コードによって規定されており、設計温度が安定化が推奨される温度 (一般に約 425 ℃ 以上) にある場合は、316Ti を指定します。曖昧さを排除するために、図面や発注書には常に完全な UNS 指定、S31603 または S31635 を記載してください。

よくある質問

1. 316L と 316Ti は互換性がありますか?

レビューがないわけではありません。それらは、炭素制御と安定化、および機械的特性の最小値が異なります。代替は、管理コードに照らして設計エンジニアによって承認される必要があります。

2. 425℃以上ではなぜ 316Ti が好ましいのですか?

この温度を超えると、316L の低炭素マトリックスは長期使用中に徐々に鋭敏になる可能性がありますが、316Ti の炭化チタンは安定したままであり、粒界腐食耐性が維持されます。

3. 316Ti に相当する EN は何ですか?

EN 1.4571、鋼名 X6CrNiMoTi17-12-2、EN 10088 シリーズ. 316L は EN 1.4404、X2CrNiMo17-12-2。

4. 316Ti の価格は 316L よりも高くなりますか?

はい、若干です。チタンの添加とより緻密な加工により若干のプレミアムが追加され、一部の製品形態ではリードタイムが長くなります。通常、プレミアムはプロジェクトのコストに比べて控えめです。

5. 316L は 600℃ で使用できますか?

短時間または断続的な暴露の場合は可能ですが、溶接後に 400 ～ 900℃ の範囲で継続的に使用する場合は、316Ti の方が信頼性の高い仕様です。

6. 海水の場合はどのグレードを指定すればよいですか?

常温の海水の場合、316L が一般的な選択であり、広く在庫されています. 316Ti は常温で 316L に比べて塩化物の利点がありません。