Przegląd stali nierdzewnej typu duplex
Stal nierdzewna Super Duplex różni się od standardowych gatunków Duplex znacznie poprawionymi właściwościami antykorozyjnymi. Jest to materiał wysokostopowy o podwyższonym stężeniu pierwiastków antykorozyjnych, takich jak chrom (Cr) i molibden (Mo). Podstawowy gatunek stali nierdzewnej super duplex, S32750, zawiera aż 28,0% chromu, 3,5% molibdenu i 8,0% niklu (Ni). Składniki te zapewniają wyjątkową odporność na czynniki korozyjne, w tym kwasy, chlorki i roztwory żrące.
Ogólnie rzecz biorąc, stale nierdzewne super duplex opierają się na ustalonych zaletach gatunków duplex o zwiększonej stabilności chemicznej. Dzięki temu jest to idealny gatunek do wytwarzania kluczowych komponentów w sektorze petrochemicznym, takich jak wymienniki ciepła, kotły i wyposażenie zbiorników ciśnieniowych.
Właściwości mechaniczne stali nierdzewnej typu duplex
Oceny | ASTM A789 klasa S32520 poddane obróbce cieplnej | ASTM A790 klasa S31803 poddane obróbce cieplnej | ASTM A790 klasa S32304 poddane obróbce cieplnej | ASTM A815, klasa S32550, poddane obróbce cieplnej | ASTM A815 klasa S32205 poddane obróbce cieplnej |
Moduł sprężystości | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
Wydłużenie | 25% | 25% | 25% | 15% | 20% |
Wytrzymałość na rozciąganie | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
Twardość Brinella | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Siła plonu | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
Współczynnik rozszerzalności cieplnej | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
Specyficzna pojemność cieplna | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) |
Przewodność cieplna | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) |
Klasyfikacja stali nierdzewnej typu duplex
l Pierwszy typ to typ niskostopowy, z reprezentatywnym gatunkiem UNS S32304 (23Cr-4Ni-0,1N). Stal nie zawiera molibdenu, a wartość PREN wynosi 24-25. Można go stosować zamiast AISI304 lub 316 w celu zapewnienia odporności na korozję naprężeniową.
l Drugi typ należy do stopów średnich, reprezentatywną marką jest UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0,15N), wartość PREN wynosi 32-33, a jego odporność na korozję mieści się w przedziale od AISI 316L do austenitu 6% Mo+N stal nierdzewna.
l Trzeci typ to typ wysokostopowy, który zazwyczaj zawiera 25% Cr, molibdenu i azotu, a niektóre zawierają także miedź i wolfram. Standardowy gatunek UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0,2N), wartość PREN wynosi 38-39, a odporność na korozję tego typu stali jest wyższa niż stali nierdzewnej duplex o zawartości 22% Cr.
l Czwarty typ to stal nierdzewna superduplex, która zawiera dużą ilość molibdenu i azotu. Standardowym gatunkiem jest UNS S32750 (25Cr-7Ni-3,7Mo-0,3N), a niektóre zawierają także wolfram i miedź. Wartość PREN jest większa niż 40, co można zastosować w trudnych średnich warunkach. Ma dobrą odporność na korozję i kompleksowe właściwości mechaniczne, które można porównywać z superaustenityczną stalą nierdzewną.
Korzyści ze stali nierdzewnej typu duplex
Jak stwierdzono powyżej, stal Duplex zwykle radzi sobie lepiej niż poszczególne gatunki stali znajdujące się w jej mikrostrukturze. Mówiąc lepiej, połączenie pozytywnych właściwości elementów austenitycznych i ferrytycznych zapewnia lepsze ogólne rozwiązanie w wielu różnych sytuacjach produkcyjnych.
l Właściwości antykorozyjne – wpływ molibdenu, chromu i azotu na odporność korozyjną stopów Duplex jest ogromny. Kilka stopów Duplex może dorównywać, a nawet przewyższać właściwości antykorozyjne popularnych gatunków austenitycznych, w tym 304 i 316. Są one szczególnie skuteczne w walce z korozją szczelinową i wżerową.
l Pękanie korozyjne naprężeniowe – SSC powstaje w wyniku działania kilku czynników atmosferycznych, z których najbardziej widoczne są temperatura i wilgotność. Naprężenia rozciągające tylko zwiększają problem. Normalne gatunki austenityczne są bardzo podatne na pękanie korozyjne naprężeniowe – stal nierdzewna typu duplex nie jest.
l Wytrzymałość – Duplex jest twardszy od stali ferrytycznych – nawet w niższych temperaturach, chociaż pod tym względem nie dorównuje parametrom gatunków austenitycznych.
l Wytrzymałość – stopy duplex mogą być do 2 razy mocniejsze niż struktury austenityczne i ferrytyczne. Wyższa wytrzymałość oznacza, że metal pozostaje mocny nawet przy zmniejszonej grubości, co jest szczególnie ważne dla zmniejszenia poziomu masy.