Walcowana na gorąco płyta ze stali nierdzewnej Super Duplex 2205 S31803 20 mm od Baosteel

   Płyta ze stali nierdzewnej Duplex walcowana na gorąco S31803 S32750 Płyta SS firmy BAOSTEEL POSCO

Stale nierdzewne duplex mają połączenie dwóch faz, ferrytu i austenitu w mniej więcej równych proporcjach.Pozwala im to korzystać z zalet zarówno austenitycznych, jak i ferrytycznych stali nierdzewnych, co prowadzi do zwiększonej wytrzymałości, ulepszonej spawalności, wyższej ciągliwości i odporności na kilka rodzajów korozji.Komercyjnie są one również tańsze niż austenityczne stale nierdzewne ze względu na niższą zawartość niklu.

Stal nierdzewna duplex została opracowana w Szwecji w 1930 roku, ale produkcja komercyjna rozpoczęła się dopiero w latach 70. ze względu na bardzo skomplikowany proces jej wytwarzania.W czasach nowożytnych stal ponownie pojawiła się po tym, jak znaczny postęp w technikach wytwarzania stali ułatwił jej produkcję.Jednak nadal są stosunkowo słabo wykorzystywaną grupą stali nierdzewnych, a ich światowe wykorzystanie wynosi zaledwie od 1 do 3% ze względu na ograniczenia ich zastosowania.

Właściwości stali nierdzewnej duplex

Mikrostruktura stali nierdzewnych duplex obejmuje zarówno struktury krystalograficzne z około 50% ferrytu (struktura sześcienna skupiona na ciele), jak i 50% austenitu (struktura sześcienna skoncentrowana na powierzchni).Obie te fazy współistnieją jako stabilna mieszanina, w przeciwieństwie do stopów dwufazowych, w których jedna z dwóch faz objawia się wytrącaniem.Pierwiastkami stopowymi w stalach nierdzewnych typu duplex są ferrytyzatory (np. chrom, krzem, molibden) lub austenityzatory (np. węgiel, nikiel, azot), co oznacza, że ​​sprzyjają one tworzeniu odpowiednio faz ferrytycznej i austenitycznej.

W wysokich temperaturach stosunkowo niestabilna faza ferrytowa w stalach typu duplex ulega przekształceniu w niepożądaną fazę α' (alfa prim), co powoduje obniżenie ich właściwości mechanicznych, takich jak wytrzymałość i wiązkość, a także odporności na korozję.Zjawisko to nazywane jest kruchością [1].Najgorsza temperatura, w której występuje kruchość, to 475 oC;jednakże produkcja fazy początkowej alfa może rozpocząć się już w temperaturach tak niskich jak 300 oC, co ogranicza maksymalną temperaturę pracy stali typu duplex.

Typowe stale nierdzewne duplex wykazują wyższą granicę plastyczności niż typowe gatunki martenzytyczne, austenityczne i ferrytyczne.Mają one jednak wąski zakres temperatur pracy ze względu na wytrącanie się faz międzymetalicznych, które rozpoczyna się powyżej 300 oC i początek kruchości w miarę zbliżania się do temperatur kriogenicznych [2].Poniższa tabela przedstawia wybrane właściwości niektórych popularnych gatunków stali nierdzewnych typu duplex.

Gatunki i standardy stali nierdzewnej Duplex

We wczesnych stadiach rozwoju stali nierdzewnych typu duplex istniało tylko kilka gatunków, z których najpopularniejszym była stal nierdzewna typu duplex UNS S31803.Następnie rozpoczęto opracowywanie nowych gatunków, które zostały określone przez ich końcowe zastosowanie, które można podzielić na dwa główne typy:

• Stale nierdzewne Hyper-duplex i Super-duplex, które zostały stworzone do pracy w bardzo korozyjnych środowiskach, ale z mniejszym naciskiem na ich wytrzymałość
• Chude i standardowe stale nierdzewne typu duplex, które kładły większy nacisk na zwiększoną wytrzymałość i miały być stosowane w środowiskach o łagodnej korozji, na przykład w zastosowaniach konstrukcyjnych.

Kategorie te są obecnie identyfikowane za pomocą liczby równoważnej odporności na korozję wżerową (PREN), która jest obliczana na podstawie wzoru opartego na składzie stali nierdzewnych typu duplex.

PREN=%Cr+3,3×%Mo+16×%N${\displaystyle PR\mathrm{mi}N=\%Cr+3.3\times \%Mo+16\times \%N}$

Poniższa tabela przedstawia cztery podgrupy.

Tabela 2. Podgrupy ze stali nierdzewnej duplex

Duplex aplikacje ze stali nierdzewnej

Ze względu na ograniczenia stali nierdzewnych typu duplex, takie jak słaba plastyczność i skrawalność, oprócz bardzo skomplikowanego metalurgicznego procesu produkcji w porównaniu ze stalami nierdzewnymi ferrytycznymi, austenitycznymi i martenzytycznymi, stale typu duplex są wykorzystywane głównie do zastosowań niszowych.

Zastosowania stali nierdzewnych typu duplex uwzględniają ich ograniczenia i zalety, ale główne zastosowania wymagają odporności na korozję, takiej jak odporność na korozję wżerową i szczelinową, odporność na korozję naprężeniową, korozję zmęczeniową, korozję ścierną lub odporność na korozyjne środowiska, które są kwaśne lub żrące.Niektóre z typowych zastosowań przemysłowych przedstawiono poniżej [4].

Stale nierdzewne typu duplex są preferowane w stosunku do austenitycznych i ferrytycznych stali nierdzewnych do produkcji naczyń zawierających wybielacze i inne korozyjne płyny w przetwarzaniu papieru.

Odsolenie

Odsalanie wody morskiej, proces, w którym występuje wysoce korozyjny chlor w środowisku o wysokiej temperaturze, jest solidnym testem dla materiału odpornego na korozję.Stale nierdzewne duplex stały się preferowanym materiałem do produkcji parowników.Mogą być również wykonane z cieńszych przekrojów ze względu na wyższą wytrzymałość i odporność na korozję stali nierdzewnych typu duplex.

Olej i gaz

Rozwój stali nierdzewnych typu duplex o numerach PRE powyżej 40 umożliwił produkcję elementów, takich jak pompy, rurociągi i kolektory, które wymagają wysokiej odporności na korozję wżerową i szczelinową, które są kluczowe w przemyśle naftowym i gazowym.

Budowa

Stale nierdzewne typu duplex są wykorzystywane do budowy elementów nośnych, które wymagają również odporności na korozję.Typowe zastosowania obejmują budowę mostów nad wodą morską lub konstrukcji znajdujących się w pobliżu morza.

Przechowywanie żywności i napojów

Chude stale duplex są obiecujące w komercyjnym przechowywaniu żywności i napojów podczas przetwarzania ze względu na ich stosunkowo niski koszt przy jednoczesnym zachowaniu doskonałej odporności na korozję i wytrzymałości.

Informacje o stanie magazynowym 2205 2507 Duplex ze stali nierdzewnej

Produkty Pokaż