316Ti ステンレス鋼 (UNS S31635): 高温使用向けのチタン安定化オーステナイトグレード

316Ti は、溶接部の熱影響部や 425 ～ 815 度の使用範囲で鋭敏になる標準 316 と、高価なニッケル基合金との間のギャップを埋めます。チタンはクロムよりも炭素との親和力が強いため、炭素は安定した炭化チタンに閉じ込められ、クロムは固溶体に留まり、粒界の不動態皮膜が維持されます。主な指定は UNS S31635、EN 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2)、JIS SUS316Ti および GB 06Cr17Ni12Mo2Ti です。製品の形状は、プレートおよびシートについては ASTM A240、パイプおよびチューブについては ASTM A312/A213、棒については ASTM A479 によってカバーされています。

ASTM A240 に基づく化学組成

UNS S31635 プレート、シート、およびストリップの組成制限は ASTM A240 に従います。

機械的性質

ASTM A240 に基づくアニール条件での最低室温特性を以下に示します。

316Ti は高温でも室温強度の有用な部分を保持します。650 ～ 900 度の範囲では、微細な炭化チタンが粒界滑りを制限するため、クリープおよび応力破断挙動は標準 316 よりも優れています。 EN 1.4571 は通常、典型的な工場慣行を反映して、ASTM グレードよりわずかに高い最小耐力で供給されます。

耐食性と安定化挙動

316Ti は、2 ～ 3% のモリブデンを含有しているため、316 の耐塩化物性および耐孔食性に匹敵するため、海水、塩水および化学塩化物溶液中での孔食および隙間腐食に耐性があります。安定化の利点は熱暴露後に現れます。316Ti 溶接継手または鋭敏化範囲に加熱された部品は、炭化クロムではなく炭化チタンが粒界に析出するため、耐粒界腐食性を維持します。これは、鋭敏化試験片に対する ASTM A262 Practice E 硫酸銅試験などの粒界腐食試験によって実際に検証されます。強酸化性の酸中では、チタン安定化グレードの腐食速度は 316L よりわずかに高くなりますが、316Ti が使用される高温使用では、この差は無視できる程度です。

溶接、加工、熱処理

316Ti は GTAW、GMAW、SMAW によって容易に溶接されます。 ER316Ti などのチタン安定化フィラーを使用して、接合部がベースメタルと同じ安定性を維持できるようにします。 ER316L などの安定化されていないフィラーは、溶接金属に再び鋭敏化のリスクをもたらします。チタンは溶接中の炭化物の形成を防ぐため、厚い部分であっても通常、溶接後のアニーリングは必要ありません。チタンは酸化しやすいため、溶接前に油や酸化物を洗浄することが重要です。 316Ti の溶体化焼鈍範囲は約 950 ～ 1100 度で、その後急冷されます。 425 ～ 815 度までの徐冷は避けてください。冷間成形では、一部の製品形状では材種が 316 よりも早く加工硬化するため、厳しい深絞り加工には中間焼鈍が必要になる場合があります。

申請と選定

一般的な用途としては、分解炉チューブや酸処理容器などの化学処理装置、発電所の熱交換器や蒸気発生器、海洋プラットフォームや海洋熱交換器、パルプや紙の蒸解釜、高温塩化物が存在する食品加工プラントなどがあります。選択ガイダンス: 部品が溶接され、サービスが熱と塩化物を組み合わせる場合は 316Ti を選択してください。感作範囲未満の軽度の熱と腐食には標準 316 を選択してください。乾燥高温強度が優勢で腐食が問題にならない場合は、316H を選択してください。また、耐孔食性が 316 系の耐孔食性を超える必要がある場合は、6% モリブデンスーパーオーステナイト鋼や二相ステンレス鋼などの高合金グレードに移行します。

よくある質問

Q1: 316Ti のチタンは何をしますか?A1: チタンは炭素を結合して炭化チタンを形成するため、425 ～ 815 度での溶接または使用中にクロムが粒界で消耗しません。これにより、不動態皮膜が保護され、標準 316 の鋭敏化障害である粒界腐食が防止されます。

Q2: 316Ti の最高使用温度は何度ですか?A2: 軽負荷部品の場合、連続使用は一般に酸化雰囲気中で約 900 度までと言われています。約 550 度を超える耐荷重サービスでは、クリープおよび応力破断データを設計します。 900 度を超える場合は、高合金の耐熱グレードを選択してください。

Q3: 316Ti は塩化物環境ではどのように動作しますか?A3: 316 と一致します。2 ～ 3% のモリブデンは、海水や塩水中での孔食や隙間腐食に対して良好な耐性を示します。316 とは異なり、この耐性は溶接や高温暴露にも耐えます。

Q4: 316Ti は溶接後の熱処理が必要ですか?A4: いいえ。安定化により溶接中の炭化クロムの析出が防止されるため、ほとんどの厚さでは耐食性のために溶接後の溶体化焼きなましは必要ありません。溶接部の酸洗と不動態化は依然として推奨されます。

Q5: 316Ti の溶接にはどのような溶加材を使用する必要がありますか?A5: AWS A5.9 に準拠した ER316Ti などのチタン安定化フィラー。一部の規格では ER316L の使用が許容されますが、溶接デポジットにはチタンの安定化が欠けており、過酷な使用では敏感になる可能性があります。

Q6: 316Ti は 316H と比較してどうですか?A6: 316H には、高温強度を高めるために 0.04 ～ 0.10% の炭素が含まれていますが、安定化されていないため、溶接または腐食環境で鋭敏になる可能性があります。. 316熱と腐食が同時に作用する場合には Ti が選択されます。 316H は炉部品などの乾燥した高温用途に適しています。