Oversigt over Duplex rustfrit stål
Super duplex rustfrit stål adskiller sig fra standard duplex kvaliteter ved dets væsentligt forbedrede korrosionsbestandige egenskaber. Det er et meget legeret materiale med forhøjede koncentrationer af anti-korrosive elementer såsom chrom (Cr) og molybdæn (Mo). Den primære super duplex rustfri stålkvalitet, S32750, består af så meget som 28,0 % krom, 3,5 % molybdæn og 8,0 % nikkel (Ni). Disse komponenter giver enestående modstandsdygtighed over for ætsende midler, herunder syrer, chlorider og kaustiske opløsninger.
Generelt bygger super duplex rustfrit stål på de etablerede fordele ved duplex kvaliteter med forbedret kemisk stabilitet. Dette gør det til en ideel kvalitet til fremstilling af kritiske komponenter i den petrokemiske sektor, såsom varmevekslere, kedler og trykbeholderudstyr.
Mekaniske egenskaber af duplex rustfrit stål
Karakterer | ASTM A789 Grade S32520 Varmebehandlet | ASTM A790 Grade S31803 Varmebehandlet | ASTM A790 Grade S32304 Varmebehandlet | ASTM A815 Grade S32550 Varmebehandlet | ASTM A815 Grade S32205 Varmebehandlet |
Elastikmodul | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
Forlængelse | 25 % | 25 % | 25 % | 15 % | 20 % |
Trækstyrke | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
Brinell hårdhed | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Udbyttestyrke | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
Termisk udvidelseskoefficient | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
Specifik varmekapacitet | 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) |
Termisk ledningsevne | 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) |
Klassificering af duplex rustfrit stål
l Den første type er lavlegeret med den repræsentative kvalitet af UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N). Stålet indeholder ikke molybdæn, og PREN-værdien er 24-25. Den kan bruges i stedet for AISI304 eller 316 i spændingskorrosionsbestandighed.
l Den anden type tilhører medium legeringstype, det repræsentative mærke er UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), PREN-værdien er 32-33, og dens korrosionsbestandighed er mellem AISI 316L og 6% Mo+N austenitisk rustfrit stål.
l Den tredje type er af højlegeret type, som generelt indeholder 25% Cr, molybdæn og nitrogen, og nogle indeholder også kobber og wolfram. Standardkvaliteten UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N), PREN-værdien er 38-39, og korrosionsbestandigheden for denne type stål er højere end den for 22% Cr duplex rustfrit stål.
l Den fjerde type er super duplex rustfrit stål, som indeholder højt molybdæn og nitrogen. Standardkvaliteten er UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), og nogle indeholder også wolfram og kobber. PREN-værdien er større end 40, hvilket kan anvendes til barske medium forhold. Det har god korrosionsbestandighed og mekaniske omfattende egenskaber, som kan sammenlignes med super austenitisk rustfrit stål.
Fordele ved duplex rustfrit stål
Som nævnt ovenfor yder Duplex normalt bedre end individuelle ståltyper, der findes i dens mikrostruktur. Bedre sagt, kombinationen af positive egenskaber fra austenit- og ferritelementer giver en bedre samlet løsning til et stort antal forskellige produktionssituationer.
l Anti-korrosive egenskaber - Effekten af molybdæn, krom og nitrogen på korrosionsbestandigheden af duplex-legeringer er enorm. Adskillige Duplex-legeringer kan matche og overgå den anti-korrosive ydeevne af populære austenitiske kvaliteter, herunder 304 og 316. De er særligt effektive mod sprække- og grubetæring.
l Spændingskorrosionsrevner – SSC kommer som følge af flere atmosfæriske faktorer – temperatur og luftfugtighed er de mest tydelige. Trækspænding øger blot problemet. Normale austenitiske kvaliteter er meget modtagelige for spændingskorrosionsrevner – Duplex rustfrit stål er ikke.
l Sejhed – Duplex er hårdere end ferritisk stål – selv ved lavere temperaturer, mens det faktisk ikke matcher ydeevnen af austenitiske kvaliteter i dette aspekt.
l Styrke – Duplex-legeringer kan være op til 2 gange stærkere end både austenitiske og ferritiske strukturer. Højere styrke betyder, at metal forbliver fast selv med reduceret tykkelse, hvilket er særligt vigtigt for at reducere vægtniveauet.