El 316Ti es bastante más caro que el 316L y, al llevar "Ti" en el nombre, fácilmente se interpreta como una "versión mejorada". En realidad son dos materiales pensados para condiciones de servicio distintas: el 316L es el caballo de batalla para temperatura ambiente y estructuras soldadas; el 316Ti resuelve el problema de la sensibilización a alta temperatura.
Juicio en una frase
Para estructuras a temperatura ambiente, a presión y que requieren soldadura, use 316L; solo para servicio prolongado a 500–800℃ (sistemas de escape, intercambiadores de calor, componentes de hornos de calentamiento) se usa 316Ti. Usar 316Ti como un "316L mejorado" en piezas soldadas a temperatura ambiente, además de costar más, puede afectar la soldadura y la calidad superficial debido a las inclusiones de titanio.
Qué hace el titanio aquí
La composición base de ambos es similar (serie 316: 16–18% cromo, 10–14% níquel, 2–3% molibdeno); la diferencia es que el 316Ti añade titanio (aproximadamente 5 veces el contenido de carbono o más, comúnmente 0.4–0.7%).
El titanio es un fuerte formador de carburos; se combina preferentemente con el carbono formando carburo de titanio (TiC), "atrapando" el carbono para que no se combine con el cromo y precipite como carburo de cromo en los límites de grano. La precipitación de carburo de cromo en los límites de grano es precisamente la raíz de la sensibilización: cerca de los límites de grano hay empobrecimiento de cromo y, ante un medio corrosivo, la corrosión comienza en los límites de grano.
Por lo tanto: la esencia del 316Ti es "fijar el carbono con titanio" para que no se sensibilice ni siquiera a alta temperatura. El 316L sigue otro camino: reducir el carbono por debajo de 0.03%, lo suficientemente bajo como para no formar carburo de cromo continuo. Ambos caminos son efectivos, pero sus escenarios de aplicación son distintos.
Por qué solo a alta temperatura se necesita 316Ti
- Servicio prolongado a 500–800℃: el bajo carbono del 304L/316L solo "reduce" el riesgo de sensibilización; tras largos periodos en este rango de temperatura aún pueden precipitar y crecer carburos, mientras que el 316Ti es más estable;
- Ciclos térmicos repetidos: con expansión y contracción térmica que pasan repetidamente por la zona de sensibilización, la estabilidad del 316Ti es mejor;
- Temperatura ambiente y baja temperatura: el 316L es totalmente suficiente y además tiene mejor tenacidad a baja temperatura y soldabilidad.
El costo del 316Ti (por qué no es universal)
- Soldabilidad inferior: el titanio se oxida fácilmente formando inclusiones; la calidad de la soldadura es más sensible al gas de protección y al proceso;
- Calidad superficial: las inclusiones de titanio pueden quedar expuestas como defectos durante el pulido o el embutido profundo;
- Mayor costo, y en algunos sistemas de normas la cobertura de la designación no es tan amplia como la del 316L (al trabajar en proyectos con norma estadounidense, primero hay que confirmar si la norma incluye esta designación);
- Sin ventaja en tenacidad a baja temperatura: para equipos criogénicos (nitrógeno líquido, LNG) se prefiere 304L/316L.
Tres cosas que deben especificarse en la compra
- Designación + norma de ejecución: escribir "316Ti, EN 10088-2" o la designación equivalente en norma estadounidense; escribir solo "316Ti" en el sistema estadounidense puede generar ambigüedad;
- Temperatura de servicio: incluir la temperatura máxima de trabajo en los requisitos técnicos para que el proveedor pueda determinar si se debe usar 316L o 316Ti;
- Tratamiento posoldadura: si las piezas de alta temperatura requieren solución sólida y si se requiere ensayo de corrosión intergranular, debe quedar claro en el contrato.
Errores comunes
- Usar 316Ti en lugar de 316L para piezas soldadas a temperatura ambiente, apareciendo inclusiones de titanio en la soldadura y picaduras tras el pulido;
- Usar 316L en piezas de alta temperatura que requerían 316Ti, con corrosión intergranular a ambos lados de la soldadura después de dos años;
- Tomar el 316Ti como "316 + titanio" y sustituirlo arbitrariamente por 321 (el grado de titanio/estabilización y el sistema de normas de ambos son diferentes);
- Fijarse solo en la designación y no en el estado: una misma designación en distintos estados de tratamiento térmico presenta diferencias considerables en desempeño a alta temperatura.
Indíquenos la temperatura de servicio, si hay soldadura y qué norma se aplica; le daremos una recomendación de selección entre 316L / 316Ti / 321 con la cotización correspondiente, y escribiremos los requisitos de tratamiento posoldadura en las cláusulas técnicas. Si se elige mal en este tipo de decisiones, el costo de retrabajo es mucho mayor que la diferencia de precio del material.
