Acero inoxidable 316Ti que contiene titanio-molibdeno estabilizado-

316Ti es un acero inoxidable austenítico que contiene titanio-molibdeno estabilizado-. El titanio se combina preferentemente con el carbono para formar TiC, lo que elimina la corrosión intergranular y mejora la estabilidad a altas-temperaturas. Es adecuado para componentes de soldadura de alta-temperatura que requieren tanto resistencia a la corrosión como resistencia a la corrosión intergranular.

Composición química (% en peso): C Menor o igual a 0,08, Cr=16.00-18.00, Ni=10.00-14.00, Mo=2.00-3.00, Ti=4×C-0,70, Si Menor o igual a 1,00, Mn Menor o igual a 2,00, P Menor o igual a 0,045, S Menor o igual a 0,030, Fe=Saldo

Propiedades mecánicas (recocido): Resistencia a la tracción mayor o igual a 515 MPa, límite elástico mayor o igual a 205 MPa, alargamiento mayor o igual al 40%, dureza menor o igual a 217 HB

Ventajas de rendimiento: Excelente resistencia a la corrosión intergranular después de la soldadura; no se requiere tratamiento térmico posterior-a la soldadura; alta-estabilidad de temperatura (temperatura de servicio continuo de hasta 900 grados); buena resistencia a la corrosión por cloruros a alta-temperatura; Excelente soldabilidad y conformabilidad.

Aplicaciones: Componentes auxiliares de motores aero-, tubos intercambiadores de calor de alta-temperatura (800-900 grados), tuberías de equipos auxiliares de plantas de energía nuclear, revestimientos de hornos de alta temperatura, piezas auxiliares de hornos de craqueo petroquímico.

Grados equivalentes: UNS S31635, JIS SUS316Ti, EN 1.4571, GB 06Cr17Ni12Mo2Ti

Q&A

P1: ¿Cuál es el mecanismo de estabilización del titanio en 316Ti? A1: El mecanismo de estabilización del titanio en 316Ti se basa en la combinación preferencial de titanio y carbono para formar carburos de titanio (TiC) estables, evitando así la formación de carburos de cromo y evitando la corrosión intergranular. A altas temperaturas o durante la soldadura, el carbono del acero inoxidable tiene una mayor afinidad por el titanio que por el cromo. En 316Ti, el contenido de titanio se controla a 4×C-0,70% en peso, lo que garantiza que todo el carbono se combine con titanio para formar TiC en lugar de combinarse con cromo para formar Cr₂₃C₆. La precipitación de Cr₂₃C₆ en los límites de los granos consumirá cromo en el área del límite de los granos, formando una zona empobrecida en cromo-y provocando corrosión intergranular. Por el contrario, el TiC es extremadamente estable y no se descompone fácilmente, y su formación no consume cromo, manteniendo así la integridad de la película de pasivación rica en cromo-en los límites de los granos. Este mecanismo de estabilización permite que 316Ti tenga una excelente resistencia a la corrosión intergranular después de la soldadura sin tratamiento térmico posterior a la soldadura.

P2: ¿Puede el 316Ti reemplazar al 316L en componentes con uso intensivo de soldadura-? R2: Sí, el 316Ti puede reemplazar al 316L en componentes con mucha soldadura-y tiene ventajas en aplicaciones de alta-temperatura. Tanto el 316Ti como el 316L tienen una excelente resistencia a la corrosión intergranular después de la soldadura; El 316L logra esto mediante un contenido de carbono ultra-bajo, mientras que el 316Ti se basa en la estabilización de titanio. En entornos de corrosión a temperatura ambiente-, su resistencia a la corrosión es similar y ambos tienen buena resistencia a la corrosión por cloruro debido al contenido de molibdeno. Sin embargo, en ambientes de alta-temperatura (por encima de 800 grados), el 316Ti tiene ventajas obvias: su temperatura de servicio continuo (hasta 900 grados) es 30 grados más alta que la del 316L (870 grados), y tiene mejor resistencia a la oxidación y resistencia a la fluencia a altas-temperaturas. Para componentes intensivos en soldadura a alta-temperatura-(como tubos de escape de motores aero-), el 316Ti es más adecuado. Sin embargo, el 316Ti es un 10-15% más caro que el 316L y tiene una maquinabilidad ligeramente peor debido al contenido de titanio, por lo que el 316L sigue siendo el preferido en entornos de baja temperatura o corrosión general con un estricto control de costos.

P3: ¿Qué materiales de soldadura se utilizan para el acero inoxidable 316Ti? R3: Los materiales de soldadura adecuados para el acero inoxidable 316Ti son principalmente alambre de soldadura ER316Ti y electrodos E316Ti. El alambre de soldadura ER316Ti se prefiere para la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) y la soldadura por arco metálico con gas (GMAW) porque contiene el mismo contenido de titanio que el metal base, lo que garantiza que la soldadura tenga el mismo mecanismo de estabilización y resistencia a la corrosión que el 316Ti. Durante la soldadura, es importante controlar la entrada de calor a menos o igual a 180 J/mm para evitar el sobrecalentamiento, que puede provocar un crecimiento excesivo del grano y reducir las propiedades mecánicas de la soldadura. Se debe utilizar argón de alta-pureza (mayor o igual al 99,99 %) como gas protector para evitar la oxidación de la soldadura. Se recomienda un tratamiento de pasivación posterior a la soldadura para mejorar la resistencia a la corrosión de la superficie de la soldadura, pero no se requiere recocido posterior a la soldadura debido a la estabilización del titanio. No se recomienda utilizar alambre de soldadura ER316L para 316Ti, ya que la falta de titanio en la soldadura puede provocar corrosión intergranular en entornos de alta-temperatura.

P4: ¿Cuál es la diferencia en el rendimiento de alta-temperatura entre 316Ti y 316? R4: El rendimiento a altas-temperaturas del 316Ti es significativamente mejor que el del 316, lo que se refleja principalmente en la estabilidad a altas-temperaturas, la resistencia a la oxidación y la resistencia a la fluencia. Primero, la temperatura de servicio: la temperatura de servicio continuo del 316Ti puede alcanzar los 900 grados, 30 grados más que los 870 grados del 316. En segundo lugar, la resistencia a la oxidación a altas temperaturas-: a 850 grados, el 316Ti forma una película de óxido más densa y estable, que no es fácil de desprender, mientras que la película de óxido del 316 puede envejecer y desprenderse después de un uso prolongado-. En tercer lugar, resistencia a la fluencia a altas temperaturas-: a 800 grados, la resistencia a la rotura por fluencia a las 1000 h del 316Ti es un 20-30% más alta que la del 316, lo que le permite mantener la estabilidad estructural en condiciones de -alta temperatura-a largo plazo y condiciones de alto-estrés. En cuarto lugar, resistencia a la corrosión a altas-temperaturas: en entornos de altas-temperaturas que contienen iones de cloruro o dióxido de azufre, la estructura estabilizada de titanio-del 316Ti reduce el riesgo de corrosión intergranular, mientras que el 316 es propenso a la sensibilización a 450-850 grados. Estas diferencias hacen que el 316Ti sea más adecuado para aplicaciones de alta temperatura, mientras que el 316 está limitado a entornos de temperatura media.

P5: ¿Cuáles son las características de mecanizado del acero inoxidable 316Ti? R5: El acero inoxidable 316Ti tiene características de mecanizado específicas debido a la adición de titanio. En primer lugar, la maquinabilidad es ligeramente peor que la del 316: los carburos de titanio (TiC) en el 316Ti son duros y quebradizos, lo que aumenta el desgaste de la herramienta durante el corte, por lo que se deben utilizar herramientas con alta dureza y resistencia al desgaste (como herramientas de carburo cementado). En segundo lugar, se requiere una mayor fuerza de corte: en comparación con el 316, el 316Ti tiene una mayor resistencia al corte, por lo que la máquina herramienta debe tener suficiente potencia y rigidez. En tercer lugar, un buen control de viruta: durante el corte, 316Ti produce virutas continuas, que deben romperse utilizando herramientas con rompevirutas adecuados para evitar que el enredo de virutas afecte el procesamiento. Cuarto, baja velocidad de corte: para reducir el desgaste de la herramienta, la velocidad de corte de 316Ti debe ser un 10-20% menor que la de 316. Quinto, enfriamiento y lubricación suficientes: durante el mecanizado, use fluidos de corte con buenas propiedades de enfriamiento y lubricación para reducir la temperatura de corte, evitar la unión de herramientas y mejorar la calidad de la superficie. A pesar de estas características, con una selección de herramientas y parámetros de procesamiento adecuados, 316Ti aún puede lograr un mecanizado de alta precisión, cumpliendo con los requisitos de los componentes aeroespaciales y de energía nuclear.