El 316Ti cuesta bastante más que el 316L y lleva "Ti" en el nombre, por lo que fácilmente se interpreta como una "versión mejorada". En realidad son dos materiales pensados para condiciones de servicio diferentes: 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% de cromo, 10–14% de níquel, 2–3% de molibdeno); la diferencia es que el 316Ti agrega titanio (aproximadamente 5 veces o más el contenido de carbono, habitualmente 0,4–0,7%).
El titanio es un fuerte formador de carburos; se combina preferentemente con el carbono formando carburo de titanio (TiC), "bloqueando" el carbono para que no se combine con el cromo y precipite como carburo de cromo en los límites de grano. Y 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 los escenarios de aplicación son distintos.
Por qué el 316Ti solo se necesita a alta temperatura
- Servicio prolongado a 500–800℃: el bajo carbono del 304L/316L solo "reduce" el riesgo de sensibilización; tras largo tiempo en este rango de temperatura aún pueden precipitar y crecer carburos, y el 316Ti es más estable;
- Ciclos térmicos repetidos: con dilatación y contracción repetidas que atraviesan 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 del cordón 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 del grado es menor que la del 316L (al trabajar en proyectos con norma estadounidense, primero confirmar si el grado existe en la norma);
- Sin ventaja en tenacidad a baja temperatura: en equipos de baja temperatura (nitrógeno líquido, LNG) se prefiere 304L/316L.
Tres cosas que deben especificarse en la compra
- Grado + norma de ejecución: escribir "316Ti, EN 10088-2" o el grado equivalente según 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 corresponde 316L o 316Ti;
- Tratamiento pos soldadura: si las piezas de alta temperatura requieren solubilizado y si se requiere ensayo de corrosión intergranular, dejarlo claro en el contrato.
Errores comunes
- Usar 316Ti en lugar de 316L para piezas soldadas a temperatura ambiente, apareciendo inclusiones de titanio en el cordón y picaduras tras el pulido;
- Usar 316L en piezas de alta temperatura que requerían 316Ti, con corrosión intergranular a ambos lados del cordón después de dos años;
- Tomar el 316Ti como "316 + titanio" y sustituir arbitrariamente al 321 (el grado de titanio/estabilización y el sistema de normas son diferentes);
- Mirar solo el grado y no el estado: un mismo grado en distintos estados de tratamiento térmico tiene diferencias grandes de comportamiento 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, e incluiremos los requisitos de tratamiento pos soldadura en las cláusulas técnicas. Un error de este tipo cuesta mucho más en retrabajos que la diferencia de precio del material.
