316Ti不锈钢
316Ti不锈钢(UNS S31635)是316不锈钢的钛稳定化版本。其钛含量是碳氮总含量的5倍,优先形成TiC碳化物而非铬碳化物。这可以防止在425-815°C敏化温度范围内使用时出现铬碳化物析出,并为316L提供了一种稳定的替代方案,尤其适用于敏化温度范围内的长期使用。在该温度范围内,低碳不锈钢可能无法防止铬元素在长时间使用后流失。
1. 化学成分
下表显示了316Ti不锈钢的元素范围。钛是稳定剂,与碳含量相关,而钼则提供抗点蚀和缝隙腐蚀性能。
| 材质 | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Other |
| TP316Ti | ≤ 0.080 | ≤ 2.00 | ≤ 0.045 | ≤ 0.030 | ≤ 0.75 | 16.00-18.00 | 10.00-14.00 | 2.00-3.00 | 5(C+N)-0.7, N: ≤ 0.1 |
2. 机械性能
下表列出了退火状态下316Ti不锈钢的最低力学性能。与标准316不锈钢相比,钛的加入不会显著改变其室温拉伸性能。
| 材质 | 条件 | 最小抗拉强度,MPa(ksi) | 最小屈服强度,MPa(ksi) | 最小伸长率,% | 热处理温度 | 硬度 |
| TP316Ti | 退火 | 515(75) | 205(30) | 35 | 最低温度 1040°C (1900°F) | HBW ≤ 217 HRB≤ 95 |
3. 近似牌号
此表列出了316Ti不锈钢与国际标准牌号的近似牌号对照表,其中欧洲标准牌号1.4571广泛应用于德国及欧盟其他地区的工业规范中。
| 牌号 | UNS 编号 | GB 标准 | JIS 标准 | ISO 标准 | DIN/EN 标准 | GOST 标准 | |
| ISC | NEW | ||||||
| 316Ti | S31635 | S31668 | 06Cr17Ni12Mo2Ti | SUS316Ti | X6CrNiMoTi17-12-2 | 1.4571 | 08X17H13M2T |
4. 主要技术优势
- 通过钛稳定化实现抗敏化:钛对碳的亲和力远强于铬。通过将碳以TiC的形式束缚,316Ti不锈钢在425–815°C的温度范围内可防止铬碳化物(Cr23C6)的形成。铬则均匀分布在钢材中,从而持续发挥抗腐蚀作用。这与316L不锈钢采用的低碳方法有所不同。
- 适用于长期高温环境:当部件在高温下持续运行时(例如换热器管、锅炉部件、化学反应釜壁),316Ti 不锈钢在其使用寿命内始终保持良好的晶间腐蚀性能。而 316L 不锈钢如果在高温下长时间保持高温状态,最终可能会发生敏化。
- 欧洲工业规范的普遍性:316Ti (1.4571) 是欧洲标准 (DIN EN) 中常用的含钼稳定化不锈钢牌号。许多欧洲工程项目和化工厂规范默认选用 1.4571 而非 316L,尤其是在长期高温敏化问题较为突出的情况下。
- 钼保持抗点蚀性能:316Ti 中 2-3% 的钼含量使其具有与标准 316 和 316L 相当的抗点蚀和缝隙腐蚀性能,此外,它还具有在敏化温度范围内防止长期铬损耗的稳定性。
技术说明:316Ti 中的钛元素会因 TiN 和 TiC 颗粒的影响,导致某些高光洁度应用中的表面质量受限。对于需要 ASME BPE 或医药级电抛光表面、食品级(3A 卫生级)以及半导体应用,在指定使用 316Ti 而非 316L 之前,请务必与轧制厂确认其表面光洁度是否能够达到要求。
5. 通用制造标准
ASTM A213:无缝奥氏体合金钢锅炉、过热器和换热器管的标准规范——UNS S31635 。
ASTM A312:无缝、焊接和重冷加工奥氏体不锈钢管的标准规范——UNS S31635。
DIN EN 10216-5:压力用途无缝钢管——不锈钢(1.4571)的技术交付条件。
JIS G3463:不锈钢锅炉和换热器管(SUS316Ti)。
GB/T 13296:锅炉及换热器用无缝不锈钢管(06Cr17Ni12Mo2Ti)。
GOST 9941:耐腐蚀钢无缝管(10Kh17N13M2T)。
标准对比表:
| 标准 | 美国材料与试验协会(ASTM) | EN/DIN | JIS | 国标 | GOST |
| 无缝管 | A312 (S31635) | EN 10216-5 (1.4571) | G3459 | 14976 | 9941 |
| 焊接管 | A312 (S31635) | EN 10217-7 (1.4571) | G3459 | - | - |
| 热交换器管 | A213 (S31635) / A249 | EN 10216-5 (1.4571) | G3463(SUS316Ti) | 13296 | 9941 |
6. 主要应用
- 化工厂换热器:壳管式和板式换热器,其金属温度在运行过程中可能进入敏化温度范围(425–815°C),且工艺流体中含有氯化物。在这些条件下,316L不锈钢的敏化会造成长期的晶间腐蚀风险。
- 锅炉和过热器管:工业锅炉部件,工作温度范围在敏化温度范围内。钛稳定化处理可提供持久的晶间保护,这是低碳钢本身无法保证的。
- 硫酸生产吸收器:在中等至高温下与硫酸和含三氧化硫气体接触的热交换器和吸收塔管。
- 石油炼厂余热回收:原油蒸馏和加氢裂化装置中含氯化物污染工艺流的废热回收装置、进料-出料换热器和顶部冷凝器。
- 欧洲化学工艺容器:焊接压力容器壳体和喷嘴按照 DIN EN 标准制造,其中 1.4571 是含钼稳定奥氏体结构的标准规范。
