Il 316Ti costa un po' più del 316L e, avendo "Ti" nel nome, viene facile interpretarlo come una "versione potenziata". In realtà sonodue materiali pensati per condizioni di esercizio diverse: il 316L è il cavallo di battaglia per strutture a temperatura ambiente e saldate, il 316Ti risolve il problema della sensitizzazione alle alte temperature.
Giudizio in una frase
Per strutture a temperatura ambiente, in pressione e da saldare si usa il 316L; solo per esercizio prolungato a 500–800℃ (sistemi di scarico, scambiatori di calore, componenti di forni di riscaldo) si usa il 316Ti.Impiegare il 316Ti come "316L migliore" su componenti saldati a temperatura ambiente, oltre a costare di più, può compromettere la saldatura e la qualità superficiale a causa delle inclusioni di titanio.
Che cosa fa il titanio qui
La composizione di base è simile (serie 316: 16–18% cromo, 10–14% nichel, 2–3% molibdeno); la differenza è che il 316Ti contienetitanio (circa 5 volte il contenuto di carbonio o più, comunemente 0,4–0,7%).
Il titanio è un forte formatore di carburi:si combina preferenzialmente con il carbonio formando carburo di titanio (TiC), "bloccando" il carbonio e impedendogli di combinarsi con il cromo per precipitare come carburo di cromo ai bordi dei grani. La precipitazione di carburo di cromo ai bordi dei grani è proprio la radice dellasensitizzazione: nelle vicinanze dei bordi dei grani il cromo si impoverisce e, a contatto con mezzi corrosivi, la corrosione parte proprio dai bordi dei grani.
Quindi:l'essenza del 316Ti è "fissare il carbonio con il titanio", così da non sensitizzarsi nemmeno alle alte temperature.Il 316L segue un'altra strada: ridurre il carbonio sotto lo 0,03%, troppo poco per formare carburo di cromo continuo. Entrambe le strade sono efficaci, ma si applicano a scenari diversi.
Perché il 316Ti serve solo alle alte temperature
- Esercizio prolungato a 500–800℃: il basso tenore di carbonio del 304L/316L "riduce" solo il rischio di sensitizzazione; dopo lunga permanenza in questo intervallo di temperatura possono comunque precipitare e crescere carburi, e il 316Ti è più stabile;
- Cicli termici ripetuti: con dilatazioni e contrazioni ripetute che attraversano la zona di sensitizzazione, il 316Ti offre maggiore stabilità;
- Temperatura ambiente e basse temperature: il 316L è più che sufficiente, e offre migliore tenacità a bassa temperatura e migliore saldabilità.
Il prezzo del 316Ti (perché non è universale)
- Saldabilità peggiore: il titanio si ossida facilmente formando inclusioni; la qualità del cordone è più sensibile al gas di protezione e al processo;
- Qualità superficiale: le inclusioni di titanio possono emergere come difetti durante la lucidatura o l'imbutitura profonda;
- Costo più elevato, e in alcuni sistemi normativi la copertura della designazione è meno ampia rispetto al 316L (per progetti con norme americane verificare prima che la designazione esista nella norma);
- Tenacità a bassa temperatura non superiore: per apparecchiature criogeniche (azoto liquido, LNG) si preferisce 304L/316L.
Tre cose da specificare in fase di acquisto
- Designazione + norma di riferimento: scrivere "316Ti, EN 10088-2" o la designazione americana corrispondente — scrivere solo "316Ti" nel sistema americano può generare ambiguità;
- Temperatura di esercizio: inserire la temperatura massima di lavoro nei requisiti tecnici, così il fornitore può stabilire se usare 316L o 316Ti;
- Trattamento post-saldatura: se per i componenti ad alta temperatura si richiede solubilizzazione e se si richiede la prova di corrosione intergranulare, va specificato chiaramente nel contratto.
Errori comuni
- Usare il 316Ti al posto del 316L per componenti saldati a temperatura ambiente: inclusioni di titanio nei cordoni e puntinature dopo la lucidatura;
- Usare il 316L per componenti ad alta temperatura che richiederebbero il 316Ti: dopo due anni compaiono corrosione intergranulare ai lati dei cordoni;
- Trattare il 316Ti come "316 + titanio" e sostituirlo arbitrariamente al 321 (il grado di stabilizzazione con titanio e i sistemi normativi sono diversi);
- Guardare solo la designazione e non lo stato: a parità di designazione, stati di trattamento termico diversi danno prestazioni ad alta temperatura molto diverse.
Indicateci la temperatura di esercizio, se il componente è saldato e quale norma si applica: vi forniamo la raccomandazione di scelta tra 316L / 316Ti / 321 con il relativo preventivo, e inseriamo i requisiti di trattamento post-saldatura nelle clausole tecniche — un errore di questo tipo costa in rilavorazioni molto più della differenza di prezzo del materiale.
