Titânio-aço inoxidável estabilizado 316Ti: propriedades, padrões e aplicações

316Ti é uma modificação-estabilizada de titânio do Tipo 316, padronizada como UNS S31635 na ASTM A240 e EN 1.4571 nas normas europeias. Ele é selecionado sempre que um aço austenítico contendo molibdênio precisa ser soldado ou operado na faixa de temperatura onde o padrão 316 fica sensibilizado, sem o custo e o tempo de espera do recozimento pós{9}}soldagem.

O princípio é simples: o titânio tem uma afinidade mais forte pelo carbono do que o cromo. Durante a soldagem ou aquecimento de serviço, o titânio combina primeiro com o carbono, de modo que o cromo permanece dissolvido na matriz e a camada protetora de óxido permanece intacta.

Composição Química conforme ASTM A240

Elemento	316Ti, UNS S31635 (% em peso)
Carbono, máx.	0.08
Cromo	16.0–18.0
Níquel	10.0–14.0
Molibdênio	2.0–3.0
Titânio	5 x (C + N) mínimo a 0,70 máximo
Nitrogênio, máx.	0.10
Manganês, máx.	2.00
Silício, máx.	0.75
Fósforo, máx.	0.045
Enxofre, máx.	0.030

O limite de titânio é escrito como um múltiplo do teor de carbono mais nitrogênio: deve estar presente titânio suficiente para ligar todo o carbono e nitrogênio, mas não tanto que os compostos grosseiros de titânio reduzam a ductilidade. Para um teor típico de carbono de 0,05%, o titânio mínimo é de cerca de 0,30%.

Propriedades Mecânicas, Recozido

Propriedade	Valor
Resistência à tração, mín. (MPa)	515
0,2% de limite de escoamento, mínimo (MPa)	205
Alongamento em 50 mm, min (%)	40
Dureza, máx. (HB)	217

Sensibilização e Resistência à Corrosão Intergranular

O padrão 316 torna-se sensibilizado quando é mantido na faixa de cerca de 425 a 850°C: carbonetos de cromo precipitam nos limites dos grãos e as zonas esgotadas-de cromo corroem preferencialmente. Isso acontece na zona-afetada pelo calor das soldas e em equipamentos de serviço que operam nessa janela de temperatura. No 316Ti, o carbono é consumido por carbonetos de titânio, de modo que os limites dos grãos mantêm seu conteúdo de cromo. Por esse motivo, as soldas 316Ti mantêm a resistência à corrosão sem recozimento pós{10}}soldagem, uma vantagem decisiva em termos de custo e programação em instalações-de produtos químicos e equipamentos de energia montados em campo.

Comportamento-de alta temperatura

Acima de cerca de 600 C, o 316Ti mantém uma fração maior de sua resistência ao escoamento à temperatura ambiente do que o 316 não estabilizado, porque os finos carbonetos de titânio fixam a microestrutura e diminuem a fluência. Isso o torna uma escolha prática para componentes internos de fornos, sistemas de exaustão, acabamentos de caldeiras e componentes de trocadores de calor operando na faixa de 600 a 800°C, onde o 316 amoleceria visivelmente. Para um projeto sustentado nessas temperaturas, a tensão admissível ainda deve ser retirada das tabelas de códigos aplicáveis ​​para EN 1.4571 ou UNS S31635.

Equivalentes e formulários padrão

316Ti é designado UNS S31635 na ASTM A240 para chapas, chapas e tiras, e EN 1.4571 com o nome de aço X6CrNiMoTi17-12-2 na EN 10088-2 para chapas e tiras e EN 10088-3 para barras. A designação japonesa SUS316Ti é coberta pela JIS G4304 para chapas e JIS G4303 para barras. Todas as designações descrevem o mesmo aço austenítico contendo molibdênio estabilizado com titânio, e equivalentes regionais simplificam a certificação e o fornecimento local.

As aplicações típicas incluem tubulações soldadas de processos químicos e vasos onde a solda não pode ser recozida; hardware marítimo e equipamento offshore de superfície; trocadores de calor e condensadores em usinas de energia; reatores farmacêuticos e biotecnológicos; equipamentos de processamento de alimentos com ciclos de limpeza agressivos; e componentes de exaustão e fornalha-de alta temperatura.

Perguntas frequentes

Por que o 316Ti é mais resistente à corrosão do que o 316 após a soldagem?

O titânio se liga ao carbono antes do cromo, de modo que as zonas-esgotadas de cromo que causam corrosão intergranular nunca se formam. Os limites dos grãos retêm o cromo e o filme passivo permanece intacto.

Como o conteúdo de titânio é controlado?

ASTM A240 requer titânio entre 5 x (C + N) no mínimo e 0,70 por cento no máximo. Muito pouco titânio deixa o carbono livre; demais forma compostos de titânio frágeis e reduz a ductilidade.

O 316Ti precisa de recozimento-pós-soldagem?

Não. Esta é a principal razão para escolhê-lo. A estabilização evita a sensibilização na zona-afetada pelo calor da solda, para que o conjunto soldado possa entrar em serviço diretamente.

O 316Ti é adequado para serviços marítimos?

Sim, dentro dos mesmos limites do 316: os 2-3% de molibdênio resistem à corrosão na água do mar e a estabilização mantém as soldas sólidas. Para imersão contínua severa, considere classes duplex ou superausteníticas.

Qual é a diferença entre 316Ti e 321?

321, UNS S32100, é a versão-estabilizada de titânio do 304 e não contém molibdênio. 316O Ti adiciona o molibdênio do 316, proporcionando melhor resistência a corrosão e fissuras em cloretos, além do mesmo benefício de estabilização.

O 316Ti pode substituir o 316L?

Para construção soldada na faixa de sensibilização, o 316Ti costuma ser uma escolha melhor do que o 316L ao soldar seções espessas ou quando o recozimento pós--soldagem é impraticável. Onde a máxima soldabilidade e o menor carbono são a prioridade, o 316L continua sendo o padrão.