Detalii din oțel inoxidabil duplex
Oțel inoxidabil duplex (DSS) se referă la oțel inoxidabil cu ferită și austenită reprezentând aproximativ 50% fiecare, iar conținutul fazei minore trebuie, în general, să atingă cel puțin 30%. În cazul conținutului scăzut de C, conținutul de Cr este de 18% ~ 28%, iar conținutul de Ni este de 3% ~ 10%. Unele oțeluri conțin și elemente de aliere precum Mo, Cu, Nb, Ti și N.
Acest tip de oțel are caracteristicile oțelurilor inoxidabile atât austenitice, cât și feritice. În comparație cu ferita, are plasticitate și duritate mai mari, nu are fragilitate la temperatura camerei, rezistență la coroziune intergranulară și performanță de sudare îmbunătățite semnificativ, menținând în același timp fragilitatea de 475 de grade și conductivitate termică ridicată a oțelului inoxidabil feritic și are superplasticitate. În comparație cu oțelul inoxidabil austenitic, are o rezistență ridicată și o rezistență îmbunătățită semnificativ la coroziunea intergranulară și la coroziune prin stres cu clor. Oțelul inoxidabil duplex are o rezistență excelentă la stropire și este, de asemenea, un oțel inoxidabil care economisește nichel.
Structură și tip
Oțelul inoxidabil duplex are caracteristicile atât ale austenitei, cât și ale feritei datorită structurii sale dubla faze austenită + ferită, iar conținutul celor două faze este practic același. Limita de curgere poate ajunge la 400Mpa ~ 550MPa, care este de două ori mai mare decât oțelul inoxidabil austenitic obișnuit. În comparație cu oțelul inoxidabil feritic, oțelul inoxidabil duplex are duritate ridicată, temperatură scăzută de tranziție fragilă, rezistență la coroziune intergranulară semnificativ îmbunătățită și performanță de sudare; în același timp, păstrează unele caracteristici ale oțelului inoxidabil feritic, cum ar fi fragilitatea la 475 de grade, conductivitate termică ridicată, coeficient de dilatare liniar mic, superplasticitate și magnetism. În comparație cu oțelul inoxidabil austenitic, oțelul inoxidabil duplex are o rezistență ridicată, în special o limită de curgere îmbunătățită semnificativ și o rezistență semnificativă la pitting, rezistență la coroziune la stres, rezistență la oboseală la coroziune și alte proprietăți.
Oțelul inoxidabil duplex poate fi clasificat în patru tipuri în funcție de compoziția sa chimică: tip Cr18, Cr23 (excluzând Mo), tip Cr22 și tip Cr25. Oțelul inoxidabil Cr25 duplex poate fi împărțit în oțel inoxidabil de tip obișnuit și super duplex, printre care tipul Cr22 și tipul Cr25 sunt mai utilizate pe scară largă. Majoritatea inoxului duplex folosit in tara mea este produs in Suedia, cu clase specifice: 3RE60 (tip Cr18), SAF2304 (tip Cr23), SAF2205 (tip Cr22), SAF2507 (tip Cr25).
Clasificarea oțelului inoxidabil duplex
Prima categorie este tipul de aliaj slab, reprezentat de UNS S32304 (23Cr-4Ni{-0.1N), care nu conține molibden și are o valoare PREN de 24-25. Poate înlocui AISI304 sau 316 din punct de vedere al rezistenței la coroziune la stres.
A doua categorie este tipul de aliaj mediu, reprezentat de UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo{-0.15N), cu o valoare PREN de 32-33. Rezistenta sa la coroziune este intre AISI 316L si otel inoxidabil austenitic 6%Mo+N.
Al treilea tip este tipul de aliaj înalt, care conține în general 25% Cr, molibden și azot, iar unele conțin, de asemenea, cupru și wolfram. Clasa standard este UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo{-2Cu{-0,2N), iar valoarea PREN este 38-39. Rezistența la coroziune a acestui tip de oțel este mai mare decât cea a oțelului inoxidabil duplex Cr 22%.
Al patrulea tip este din oțel inoxidabil super duplex, care conține un conținut ridicat de molibden și azot, gradul standard este UNS S32750 (25Cr-7Ni{-3.7Mo{-0.3N), iar unele conțin și wolfram și cupru. Valoarea PREN este mai mare de 40, care poate fi aplicată în condiții medii dure, are o rezistență bună la coroziune și proprietăți mecanice cuprinzătoare și poate fi comparabilă cu oțelul inoxidabil super austenitic.
Calități duplex din oțel inoxidabil
Multe clase de oțel inoxidabil duplex au fost adăugate noului standard GB/T 20878-2007 din țara mea „Calități și compoziție chimică din oțel inoxidabil și oțel rezistent la căldură”. De exemplu: 14Cr18Ni11Si4AlTi, 022Cr19Ni5Mo3Si2N, 12Cr21Ni5Ti.
În plus: celebrul oțel 2205 duplex este echivalent cu 022Cr23Ni5Mo3N din țara mea.
Caracteristici de performanță din oțel inoxidabil duplex
Datorită caracteristicilor structurii în două faze, prin controlul corect al compoziției chimice și al procesului de tratare termică, oțelul inoxidabil duplex are avantajele atât ale oțelului inoxidabil feritic, cât și ale oțelului inoxidabil austenitic. Combină tenacitatea și sudarea excelentă a oțelului inoxidabil austenitic cu rezistența mai mare și rezistența la coroziune sub presiune a clorurii a oțelului inoxidabil feritic. Aceste proprietăți superioare au făcut ca oțelul inoxidabil duplex să se dezvolte rapid ca material structural sudabil. Din anii 1980, a devenit un tip de oțel paralel cu oțelul inoxidabil martensitic, austenitic și feritic. Oțelul inoxidabil duplex are următoarele caracteristici de performanță:
1) Oțelul inoxidabil duplex cu conținut de molibden are o rezistență bună la coroziune la stres cu clorură la stres scăzut. În general, oțelul inoxidabil austenitic de tip 18-8 este predispus la fisurarea prin coroziune sub tensiune în soluții de clorură neutră peste 60 de grade . Schimbătoarele de căldură, evaporatoarele și alte echipamente realizate din acest tip de oțel inoxidabil în urme de clorură și hidrogen sulfurat în medii industriale au tendința de a produce fisurare prin coroziune sub tensiune, în timp ce oțelul inoxidabil duplex are o rezistență bună.
2) Oțelul inoxidabil duplex care conține molibden are o rezistență bună la sâmburi. Atunci când are aceeași valoare echivalentă a rezistenței la pitting (PRE=Cr%+3.3Mo%{+16N%), potențialul critic de pitting al oțelului inoxidabil duplex și al oțelului inoxidabil austenitic este similar. Rezistența la stropire a oțelului inoxidabil duplex și a oțelului inoxidabil austenitic este echivalentă cu AISI 316L. Rezistența la coroziune la sâmburi și la crăpătură a oțelului inoxidabil duplex cu un conținut ridicat de crom, care conține 25% Cr, în special azot, o depășește pe cea a AISI 316L.
3) Are o oboseală bună la coroziune și rezistență la coroziune la uzură. În anumite condiții de mediu corozive, este potrivit pentru fabricarea de echipamente de putere, cum ar fi pompe și supape.
4) Proprietăți mecanice cuprinzătoare bune. Are rezistență ridicată și rezistență la oboseală, iar limita de curgere este de două ori mai mare decât oțelul inoxidabil austenitic 18-8. Alungirea în stare de soluție solidă atinge 25%, iar valoarea tenacității AK (V-notch) este peste 100J.
5) Sudabilitate bună, tendință scăzută de cracare termică, în general fără preîncălzire înainte de sudare, fără tratament termic după sudare și poate fi sudat cu 18-8 oțel inoxidabil austenitic sau oțel carbon și altele diferite.
6) Intervalul de temperatură de lucru la cald al oțelului inoxidabil duplex cu conținut scăzut de crom (18%Cr) este mai larg decât cel al oțelului inoxidabil austenitic 18-8, iar rezistența este mică. Poate fi laminat direct pentru a produce plăci de oțel fără forjare. Prelucrarea la cald a oțelului inoxidabil duplex cu conținut ridicat de crom (25%Cr) este puțin mai dificilă decât cea a oțelului inoxidabil austenitic și poate produce produse precum plăci, tuburi și fire.
7) Efectul de întărire prin lucru este mai mare decât cel al oțelului inoxidabil austenitic 18-8 în timpul prelucrării la rece. În stadiul incipient al deformării tuburilor și plăcilor, trebuie aplicat un stres mare pentru deformare.
8) În comparație cu oțelul inoxidabil austenitic, are o conductivitate termică mare și un coeficient de dilatare liniar mic, care este potrivit pentru utilizare ca căptușeală de echipamente și producția de plăci compozite. De asemenea, este potrivit pentru realizarea miezului schimbătoarelor de căldură, iar eficiența schimbului de căldură este mai mare decât cea a oțelului inoxidabil austenitic.
9) Are în continuare diverse tendințe casante ale oțelului inoxidabil feritic cu crom ridicat și nu este potrivit pentru condiții de lucru peste 300 de grade. Cu cât conținutul de crom din oțelul inoxidabil duplex este mai mic, cu atât fazele fragile precum σ sunt mai puțin dăunătoare.
