Duplex detalji od nehrđajućeg čelika
Duplex nehrđajući čelik (DSS) odnosi se na nehrđajući čelik s feritom i austenitom koji čine oko 50% svaki, a sadržaj manje faze općenito treba doseći najmanje 30%. U slučaju niskog sadržaja C, sadržaj Cr je 18%~28%, a sadržaj Ni je 3%~10%. Neki čelici također sadrže legirajuće elemente kao što su Mo, Cu, Nb, Ti i N.
Ova vrsta čelika ima karakteristike i austenitnog i feritnog nehrđajućeg čelika. U usporedbi s feritom, ima veću plastičnost i žilavost, nema krtosti pri sobnoj temperaturi, značajno poboljšanu otpornost na interkristalnu koroziju i performanse zavarivanja, dok zadržava krtost od 475 stupnjeva i visoku toplinsku vodljivost feritnog nehrđajućeg čelika, te ima superplastičnost. U usporedbi s austenitnim nehrđajućim čelikom, ima visoku čvrstoću i značajno poboljšanu otpornost na interkristalnu koroziju i kloridnu koroziju. Duplex nehrđajući čelik ima izvrsnu otpornost na udubljenja i također je nehrđajući čelik koji štedi nikal.
Struktura i vrsta
Duplex nehrđajući čelik ima karakteristike i austenita i ferita zbog svoje dvofazne strukture austenit + ferit, a sadržaj dviju faza u osnovi je isti. Napon razvlačenja može doseći 400Mpa ~ 550MPa, što je dvostruko više od običnog austenitnog nehrđajućeg čelika. U usporedbi s feritnim nehrđajućim čelikom, dvostruki nehrđajući čelik ima visoku žilavost, nisku prijelaznu temperaturu krhkosti, značajno poboljšanu otpornost na interkristalnu koroziju i učinkovitost zavarivanja; u isto vrijeme, zadržava neke karakteristike feritnog nehrđajućeg čelika, kao što su krtost od 475 stupnjeva, visoka toplinska vodljivost, mali koeficijent linearne ekspanzije, superplastičnost i magnetizam. U usporedbi s austenitnim nehrđajućim čelikom, duplex nehrđajući čelik ima visoku čvrstoću, posebno značajno poboljšanu granicu razvlačenja i značajno poboljšanu otpornost na rupičastu koroziju, otpornost na koroziju, otpornost na zamor od korozije i druga svojstva.
Duplex nehrđajući čelik može se klasificirati u četiri tipa prema svom kemijskom sastavu: tip Cr18, tip Cr23 (isključujući Mo), tip Cr22 i tip Cr25. Cr25 duplex nehrđajući čelik može se podijeliti na obični tip i super duplex nehrđajući čelik, među kojima se tip Cr22 i tip Cr25 šire koriste. Većina dvostrukog nehrđajućeg čelika koji se koristi u mojoj zemlji proizvodi se u Švedskoj, s određenim klasama: 3RE60 (tip Cr18), SAF2304 (tip Cr23), SAF2205 (tip Cr22), SAF2507 (tip Cr25).
Klasifikacija duplex nehrđajućeg čelika
Prva kategorija je niskolegirani tip, predstavljen UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N), koji ne sadrži molibden i ima PREN vrijednost 24-25. Može zamijeniti AISI304 ili 316 u smislu otpornosti na koroziju.
Druga kategorija je tip srednje legure, koju predstavlja UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), s PREN vrijednošću 32-33. Njegova otpornost na koroziju je između AISI 316L i 6%Mo+N austenitnog nehrđajućeg čelika.
Treći tip je visoko legirani tip, općenito sadrži 25% Cr, molibden i dušik, a neki također sadrže bakar i volfram. Standardna klasa je UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N), a PREN vrijednost je 38-39. Otpornost na koroziju ove vrste čelika veća je od one od 22% Cr duplex nehrđajućeg čelika.
Četvrta vrsta je super duplex nehrđajući čelik, koji sadrži visoku količinu molibdena i dušika, standardna klasa je UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), a neki također sadrže volfram i bakra. PREN vrijednost je veća od 40, što se može primijeniti na teške srednje uvjete, ima dobru otpornost na koroziju i sveobuhvatna mehanička svojstva, te se može usporediti sa super austenitnim nehrđajućim čelikom.
Duplex vrste nehrđajućeg čelika
Mnoge dvostruke vrste nehrđajućeg čelika dodane su novom standardu GB/T moje zemlje 20878-2007 "Vrste i kemijski sastav nehrđajućeg čelika i čelika otpornog na toplinu". Na primjer: 14Cr18Ni11Si4AlTi, 022Cr19Ni5Mo3Si2N, 12Cr21Ni5Ti.
Osim toga: poznati duplex čelik 2205 ekvivalentan je čeliku 022Cr23Ni5Mo3N iz moje zemlje.
Karakteristike performansi duplex nehrđajućeg čelika
Zbog karakteristika dvofazne strukture, pravilnom kontrolom kemijskog sastava i procesa toplinske obrade, duplex nehrđajući čelik ima prednosti i feritnog i austenitnog nehrđajućeg čelika. Kombinira izvrsnu žilavost i zavarljivost austenitnog nehrđajućeg čelika s većom čvrstoćom i otpornošću na kloridnu koroziju feritnog nehrđajućeg čelika. Upravo su ta vrhunska svojstva omogućila brzi razvoj duplex nehrđajućeg čelika kao zavarljivog strukturnog materijala. Od 1980-ih, postao je vrsta čelika paralelno s martenzitnim, austenitnim i feritnim nehrđajućim čelikom. Duplex nehrđajući čelik ima sljedeće karakteristike:
1) Dvostruki nehrđajući čelik koji sadrži molibden ima dobru otpornost na koroziju pod niskim opterećenjem. Općenito, austenitni nehrđajući čelik tipa 18-8 sklon je pucanju uslijed korozije u neutralnim otopinama klorida iznad 60 stupnjeva. Izmjenjivači topline, isparivači i druga oprema izrađena od ove vrste nehrđajućeg čelika u industrijskim medijima klorida i sumporovodika u tragovima imaju tendenciju stvaranja pukotina uzrokovanih korozijom, dok dupleks nehrđajući čelik ima dobru otpornost.
2) Dvostruki nehrđajući čelik koji sadrži molibden ima dobru otpornost na udubljenja. Kada imaju istu ekvivalentnu vrijednost otpornosti na točku (PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%), kritični potencijal nehrđajućeg dupleksnog i austenitnog nehrđajućeg čelika je sličan. Otpornost na rupičastu pojavu dupleksnog nehrđajućeg čelika i austenitnog nehrđajućeg čelika jednaka je AISI 316L. Otpornost na rupičastu i pukotinsku koroziju dupleks nehrđajućeg čelika s visokim sadržajem kroma koji sadrži 25% Cr, posebno dušika, premašuje onu AISI 316L.
3) Ima dobru otpornost na koroziju i otpornost na koroziju. Pod određenim korozivnim uvjetima medija, pogodan je za izradu energetske opreme kao što su pumpe i ventili.
4) Dobra sveobuhvatna mehanička svojstva. Ima visoku čvrstoću i otpornost na zamor, a granica razvlačenja dvostruko je veća od 18-8 austenitnog nehrđajućeg čelika. Istezanje u stanju čvrste otopine doseže 25%, a vrijednost žilavosti AK (V-zarez) je iznad 100J.
5) Dobra zavarljivost, niska sklonost toplinskom pucanju, općenito bez predgrijavanja prije zavarivanja, bez toplinske obrade nakon zavarivanja i može se zavarivati s 18-8 austenitnim nehrđajućim čelikom ili ugljičnim čelikom i drugim različitim.
6) Raspon vruće radne temperature dupleks nehrđajućeg čelika koji sadrži nisku količinu kroma (18%Cr) je širi nego kod 18-8 austenitnog nehrđajućeg čelika, a otpor je mali. Može se izravno valjati za proizvodnju čeličnih ploča bez kovanja. Vruća obrada dupleks nehrđajućeg čelika koji sadrži visok udio kroma (25%Cr) malo je teža od obrade austenitnog nehrđajućeg čelika, a može proizvesti proizvode kao što su ploče, cijevi i žice.
7) Učinak otvrdnjavanja veći je nego kod 18-8 austenitnog nehrđajućeg čelika tijekom hladne obrade. U ranoj fazi deformacije cijevi i ploča potrebno je primijeniti veliko naprezanje da bi se deformirale.
8) U usporedbi s austenitnim nehrđajućim čelikom, ima veliku toplinsku vodljivost i mali koeficijent linearne ekspanzije, što je pogodno za upotrebu kao obloga opreme i proizvodnja kompozitnih ploča. Također je prikladan za izradu jezgre izmjenjivača topline, a učinkovitost izmjene topline veća je od one od austenitnog nehrđajućeg čelika.
9) I dalje ima različite sklonosti lomljivosti feritnog nehrđajućeg čelika s visokim sadržajem kroma i nije prikladan za radne uvjete iznad 300 stupnjeva. Što je niži sadržaj kroma u dupleks nehrđajućem čeliku, manje su štetne krte faze kao što je σ.
