Översikt över duplex rostfritt stål
Super duplex rostfritt stål skiljer sig från standard duplex kvaliteter genom sina avsevärt förbättrade korrosionsbeständiga egenskaper. Det är ett höglegerat material med förhöjda koncentrationer av korrosionsskyddande element som krom (Cr) och molybden (Mo). Det primära superduplexa rostfria stålet, S32750, består av så mycket som 28,0 % krom, 3,5 % molybden och 8,0 % nickel (Ni). Dessa komponenter ger exceptionell motståndskraft mot frätande ämnen, inklusive syror, klorider och kaustiklösningar.
Generellt bygger superduplexa rostfria stål på de etablerade fördelarna med duplexkvaliteter med förbättrad kemisk stabilitet. Detta gör den till en idealisk kvalitet för tillverkning av kritiska komponenter inom den petrokemiska sektorn, såsom värmeväxlare, pannor och tryckkärlsutrustning.
Mekaniska egenskaper hos duplext rostfritt stål
Betyg | ASTM A789 Grade S32520 Värmebehandlad | ASTM A790 Grade S31803 Värmebehandlad | ASTM A790 Grade S32304 Värmebehandlad | ASTM A815 Grade S32550 Värmebehandlad | ASTM A815 Grade S32205 Värmebehandlad |
Elastisk modul | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
Förlängning | 25 % | 25 % | 25 % | 15 % | 20 % |
Draghållfasthet | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
Brinell hårdhet | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Avkastningsstyrka | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
Termisk expansionskoefficient | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
Specifik värmekapacitet | 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) |
Värmeledningsförmåga | 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 av duplext rostfritt stål
l Den första typen är låglegerad, med den representativa kvaliteten UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N). Stålet innehåller inte molybden och PREN-värdet är 24-25. Den kan användas istället för AISI304 eller 316 i spänningskorrosionsbeständighet.
l Den andra typen tillhör medium legeringstyp, det representativa märket är UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), PREN-värdet är 32-33 och dess korrosionsbeständighet är mellan AISI 316L och 6% Mo+N austenitisk rostfritt stål.
l Den tredje typen är av höglegerad typ, som vanligtvis innehåller 25 % Cr, molybden och kväve, och en del innehåller även koppar och volfram. Standardkvaliteten UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N), PREN-värdet är 38-39, och korrosionsbeständigheten för denna typ av stål är högre än den för 22% Cr duplex rostfritt stål.
l Den fjärde typen är superduplex rostfritt stål, som innehåller högt molybden och kväve. Standardkvaliteten är UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), och vissa innehåller även volfram och koppar. PREN-värdet är större än 40, vilket kan tillämpas på tuffa medium förhållanden. Den har god korrosionsbeständighet och mekaniska omfattande egenskaper, vilket kan jämföras med superaustenitiskt rostfritt stål.
Fördelar med duplex rostfritt stål
Som nämnts ovan presterar Duplex normalt bättre än enskilda ståltyper som finns inom dess mikrostruktur. Bättre sagt, kombinationen av positiva egenskaper som kommer från austenit- och ferritelement ger en bättre helhetslösning för ett stort antal olika produktionssituationer.
l Anti-korrosiva egenskaper – Effekten av molybden, krom och kväve på korrosionsbeständigheten hos Duplex-legeringar är enorm. Flera duplexlegeringar kan matcha och överträffa korrosionsskyddet hos populära austenitiska kvaliteter, inklusive 304 och 316. De är särskilt effektiva mot spalt- och gropkorrosion.
l Spänningskorrosionssprickor – SSC kommer som ett resultat av flera atmosfäriska faktorer – temperatur och luftfuktighet är de mest uppenbara. Dragspänning ökar bara problemet. Normala austenitiska kvaliteter är mycket känsliga för spänningskorrosionssprickor – Duplext rostfritt stål är det inte.
l Seghet – Duplex är segare än ferritiska stål – även vid lägre temperaturer samtidigt som det faktiskt inte matchar prestanda hos austenitiska kvaliteter i denna aspekt.
l Styrka – Duplexlegeringar kan vara upp till 2 gånger starkare än både austenitiska och ferritiska strukturer. Högre hållfasthet gör att metallen förblir fast även med minskad tjocklek, vilket är särskilt viktigt för att minska viktnivåerna.