316Ti
Descargar PDF

 

Información General

 

316Ti es un acero inoxidable austenítico estabilizado con titanio. Las aleaciones 316 son más resistentes a la corrosión por picaduras/hendiduras y corrosión en general que los aceros inoxidables convencionales (304) de cromo-níquel. También ofrecen una mayor resistencia a la tracción,  la fluencia, y rotura por tensión en temperaturas elevadas. El acero inoxidable 316 puede ser susceptible a la sensibilización, la cual puede resultar en una corrosión rápida. Se logra la resistencia a la sensibilización en la aleación 316 mediante adiciones de titanio para estabilizar la estructura contra la precipitación de carburo de cromo, lo que es la fuente de la sensibilización. Esta estabilización se consigue mediante un tratamiento térmico a temperaturas intermedios, durante el cual el titanio reacciona con el carbono para formar carburos de titanio. Esto reduce significativamente la susceptibilidad a la sensibilización. De este modo, esta aleación se puede utilizar por periodos extendidos en temperaturas elevadas sin comprometer su resistencia a la corrosión. Al igual que los tipos 316 y 316L, la aleación 316Ti también ofrece una excelente resistencia a la corrosión general y corrosión por picaduras.  
 
 
Estándares: ASTM A240

 

 

 

 

Aplicaciones

 

Inicialmente desarrollado para uso en papeleras, el acero inoxidable 316Ti se suele usar en:

 

»   Equipos de cervecería

»   Equipos para la preparación de alimentos

»   Equipos para productos químicos y petroquímicos

»   Equipos y bancos para laboratorios

»   Paneles arquitectónicos en zonas costales

»   Accesorios de barcos

»   Contenedores para el transporte de químicos

»   Intercambiadores de calor

»   Pantallas de minería

»   Tuercas y pernos

»   Resortes

»  Implantes médicos

 

 

 

Composición Química

 

Elemento

Porcentaje por Peso

Carbono

0,08                  

Cromo

18,0

Molibdeno

3,0

Silicio

0,75

Fósforo

0,05

Azufre

0,03

Níquel

14,0

Titanio

0,7

Hierro

Balance

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Resistencia a la Corrosión

 

Corrosión General
Los grados de acero inoxidable que contienen molibdeno, tales como la 316 y 316Ti son más resistentes a la corrosión atmosférica y otros tipos de corrosión leves que los aceros inoxidables 18Cr-8Ni. Por lo general elementos que no corroen los aceros 18-8 no atacarán a los grados que contienen molibdeno. Una excepción conocida son los ácidos altamente oxidantes, tales como el ácido nítrico  a lo que los aceros inoxidables que contienen molibdeno son menos resistentes. Las aleaciones 316 y 316Ti son bastante mas resistentes a las soluciones de ácido sulfúrico que cualquier otra aleación de cromo-níquel.  Cuando la condensación de gases que contienen azufre se produce, estas aleaciones no son mucho más resistentes que otros tipos de aceros inoxidables. En soluciones de ácido sulfúrico, la concentración de ácido tiene una fuerte influencia sobre la velocidad de corrosión.
 
 
Corrosión de Picaduras
La resistencia de los aceros inoxidables austeníticos a la corrosión por picaduras en la presencia de cloruro u otros iones haluros se ve reforzado por contenidos mas altos de cromo y molibdeno. El Equivalente de Resistencia a Picaduras (PRE) de la aleación 316Ti (23.0) es mayor que la de la aleación 304 (19.0), lo cual refleja la mejor resistencia a picaduras que ofrece la 316Ti debido a su contenido de molibdeno.  La 316Ti tolera aguas con un máximo de 2000 ppm de cloruro. No se recomienda esta aleación para el uso en agua salada (~19.000 ppm cloruro).  La aleación 316Ti se considera adecuada para algunas aplicaciones expuestas a niebla salina. La 316Ti no exhibe prueba de corrosión en prueba de niebla salina 5% (ASTM B117) de 100 horas. La 316Ti se considera adecuada para algunas aplicaciones con exposición a brisas marinas.
 
 
Corrosión Intergranular
El acero inoxidable 316 es susceptible a la precipitación de carburos de cromo en los límites del grano cuando se expone a temperaturas dentro del rango de 800°F a 1500°F (425°C a 815°C). Tales aceros “sensibilizados” están sujetos a la corrosión intergranular cuando se exponen a ambientes agresivos. Tratamientos para el alivio de tensión que caen dentro de estos límites se pueden utilizar sin afectar la resistencia a la corrosión del metal. La 316Ti posee las mismas propiedades mecánicas que el correspondiente 316 de mayor contenido de carbono, y ofrece resistencia a la corrosión intergranular. El calentamiento de corta duración que se genera con la soldadura no produce susceptibilidad a la corrosión intergranular, sin embargo, la exposición a temperaturas entre 800-1200°F (422-650°C) puede producir la sensibilización en el acero inoxidable 316Ti.
 
Las influencias combinadas del molibdeno y titano reducen la resistencia de la 316Ti en ambientes altamente oxidantes, incluyendo el ambiento de ácido nítrico que se encuentra en la prueba Huey C ASTM A 262  y el ambiente de sulfato férrico de la prueba Streicher. Sin embargo, en la prueba Práctica F ASTM A 262, la 316Ti demuestra resistencia a la sensibilización en el ambiente de 50% ácido sulfúrico.
 
 
Agrietamiento por Corrosión Bajo Presión
Los aceros inoxidables austeníticos son susceptibles a la corrosión bajo tensión (SCC) en ambientes de halogenuros. Aunque las aleaciones 316, 316L, y 316Ti son mas resistentes que las aleaciones 18-8, igual demuestran una susceptibilidad. Las condiciones que producen la corrosión bajo tensión son:
     
      1.       La presencia de iones haluro (generalmente cloruro)
 
      2.       Temperaturas en exceso de aproximadamente 140°F (60°C).
 
Esta tensión es resultado de la deformación en frío o ciclos termales durante la soldadura. El recocido o tratamientos para el alivio de tensión pueden ser eficaces en la reducción de tensión presente.
 
 
Resistencia a la Oxidación
La aleación 316Ti presenta una excelente Resistencia a la oxidación y una baja tasa de formación de escala en atmosferas de aire en temperaturas hasta 1600-1650°F (870-900°C).  El rendimiento de la 316Ti es ligeramente inferior a la del acero inoxidable 304, lo cual contiene un contenido superior de cromo (18% frente al 16% del 316Ti). La tasa de oxidación se influye mucho por la atmosfera y condiciones en que se utilizan los aceros. Por esta razón, no se puede presentar datos que se aplican a todas las condiciones de servicio.
 
 Al igual que otras aleaciones con contenido de molibdeno, la aleación 316Ti  es sujeto a oxidación catastrófico en altas temperaturas en atmosferas de aire estancado, como en el tratamiento térmico de elementos estrechamente empacados. Esto ocurre debido a la formación de trióxido de molibdeno de baja fusión (MoO3), lo cual reacciona con la aleación causando una perdida profunda de metal. Cuando el aire circula bien, el MoO3 se evaporará de la superficie del metal y se evita la oxidación excesiva. 

 

 

 

Propiedades Físicas

 

Módulo de Elasticidad en Tensión

193 GPa

Densidad

0,287 lb/in³

8000 kg/m³

Calor Específico a 20°C

500 Joules/kg/°K

Resistividad Eléctrica

0,074 x 10˄-6 Ω.m

Punto de Fusión

1400°C

Conductividad Térmica

16.3 W/m.K

 

Coeficiente Linear de Expansión Térmica

 

Rango de temperatura

 

°F

in/in/°F

cm/cm/°C

68 – 212

20 – 100

9.2

16.5

68 – 932

20  - 500

10.1

18.2

68 – 1832

20 – 1000

10.8

19.5

 

La aleación 316Ti es un acero inoxidable austenítico de una fase en todas temperaturas, hasta su punto de (2450 - 2630 °F, 1345 - 1440 °C). Esta aleación no se puede endurecer por tratamiento térmico, y en su estado recocido no magnético. Su permeabilidad magnética es típicamente menor que  1,02 a 200 H (Oersteds). Los valores de permeabilidad para el material deformado en frío variarán con la composición y la cantidad de deformación en frío, pero tienden a ser mayores que los del material recocido. 
 
 

 

 

 

Propiedades Mecánicas

 

 Propiedades Mecánicas a Temperaturas Ambiente

 

Propiedad

Valor típico

ASTM A 240

Limite Elástico,

0,2% Desplazamiento

     ksi

     MPa

 

 

36

248

 

 

30*

205*

Resistencia a la Tracción,

     ksi

     MPa

 

 

90

620

 

 

75*

515*

Porcentaje de Elongación en

2in o 51mm

 

54.0

 

40.0

Dureza,

76 HRB

217 Brinell**

95 HRB**

*Mínimo, **Máximo

 

Propiedades en Temperaturas Elevadas

 

Tempuratura

0.2% Limite Elástico

Resistencia a la Tracción

Elongación

°F

°C

ksi

(mpa)

ksi

(mpa)

Porcentaje en 2” o 51mm

200

93

30,2

208

75,2

518

39,5

400

204

26,0

179

66,0

455

28,0

600

316

23,1

159

64,2

443

26,0

800

427

21,2

146

62,7

433

25,0

1000

538

21,0

145

61,3

423

23,0

 

 

 

 

Propiedades de Fabricación

 

Fabricación
Los aceros inoxidables, incluyendo a las aleaciones 316 y 317L, suelen a ser formadas en estructuras complejas. Estas aleaciones se perforan y se forman en esencialmente los mismos equipos que se utilizan para el acero carbono. La ductilidad excelente de las aleaciones austeníticos les permite ser fácilmente formados por flexión, estiramiento y embutición profunda. Sin embargo, debido a su gran fuerza y dureza, se requiere maquinas de formación bastante más fuertes que para aceros al carbono. La atención a la lubricación durante la formación de las aleaciones austeníticos es esencial para acomodar la alta resistencia de estas aleaciones. 

 
 
Recocido
Los aceros inoxidables austeníticos se proporcionan en la condición recocida y lista para su uso. El tratamiento térmico puede ser necesario durante o después de la fabricación para eliminar los efectos de la conformación en frío o para disolver los carburos de cromo precipitados que resultan de la exposición térmica. Para el 316Ti, la solución de recocido se efectúa por el calentamiento en el rango de 1900-2150°F (1040-1175°C) seguido por el enfriamiento al aire o un enfriamiento en agua, va depender del grosor de la sección. Para la máxima resistencia a la sensibilización, la aleación 316Ti se debe dar un tratamiento térmico  estabilizante a 1550-1650°F (845-900°C) para precipitar los carburos de titanio y prevenir la precipitación de carburos de cromo durante la exposición a temperaturas bajas.
 
 
Soldadura
Los aceros inoxidables austeníticos se consideran generalmente lo más soldables de los aceros inoxidables, se pueden soldar utilizando todos los procesos comunes. Dos consideraciones importantes para las juntas de soldadura en estas aleaciones son (1) la evitación del agrietamiento a solidificar, y (2) La preservación de la resistencia a la corrosión de la soldadura y zonas afectadas por el calor. La 316Ti se suele soldar de manera autógena. Si el relleno es necesario se aconseja utilizar aceros de bajo carbono como el 316L o E318. La contaminación de la zona de soldadura con cobre o zinc se debe evitar, ya que esos elementos pueden formar compuestos de bajo punto de fusión que a su vez pueden crear grietas en la soldadura.
 
Aceros inoxidables estabilizados como la 316Ti pueden ser atacados por la corrosión intergranular bajo ciertas condiciones especiales después de la soldadura. El ataque knifeline se manifiesta como una banda muy estrecha de corrosión adyacente a la soldadura. Esto ocurre cuando el metal adyacente a la soldadura se calienta a una temperatura elevada (superior a 2100°F) de manera que los carburos de titanio se disuelven, y luego  se exponen a temperaturas de sensibilización (800-1500°F, 425-815°C). A estas temperaturas, la velocidad de la formación de carburos de titanio es lenta y el carbono libre reacciona con el cromo para formar límite de grano en la zona afectada por el calor.