Oțel inoxidabil duplex

oteluri inoxidabile duplex sunt din ce în ce mai frecvente. Ei au făcut toate principalii producători de oțel inoxidabil - și faptul, există o serie de motive:

• rezistență ridicată, ceea ce permite de a reduce greutatea produsului
• Rezistență ridicată la coroziune, în special stres coroziune cracare

La fiecare 2-3 ani a avut loc dedicat duplex de conferințe din oțel inoxidabil, care va prezenta zeci de articole tehnice în profunzime. Este promovarea activă a acestui tip de oțel de pe piață. În mod constant există noi mărci de oțel.

Dar, în ciuda tuturor această cotă de interes din oțeluri duplex pe piața mondială este, în conformitate cu estimările cele mai optimiste, 1 - 3%. Scopul acestui articol - în termeni simpli pentru a explica caracteristicile acestui tip de oțel. Acestea vor fi descrise ca avantajele și dezavantajele de fabricare a oțelului inoxidabil duplex.

Informații generale privind oțeluri inoxidabile duplex

Ideea de a crea un oțel inoxidabil duplex a apărut în 1920, iar prima de căldură a fost produs în 1930, în Avesta, Suedia. Cu toate acestea, o creștere semnificativă a proporției de utilizare a oțelurilor duplex este necesară numai pentru ultimii 30 de ani. Acest lucru se explică prin îmbunătățirea în principal, tehnologia de producere a oțelului, în special procesele de reglare a conținutului de azot din oțel.

oțelurile austenitice convenționale, cum ar fi AISI 304 (DIN 1.4301 și analogii 08H18N10) și oțeluri feritice, cum ar fi AISI 430 (DIN 1.4016 analogi și 12H17) sunt destul de simplu de fabricat și ușor de manipulat. Ca numele lor, ele constau, în principal faze unice: austenita sau ferită. Cu toate că aceste tipuri au un domeniu larg de aplicare, în ambele aceste tipuri are propriile sale defecte tehnice:

In austenitic - rezistenta scazuta (stres dovada de 0,2% într-o stare după austenitizare 200 MPa), rezistență scăzută la stres coroziune cracare

În fero - rezistență scăzută (ușor mai mare decât austenitic: 0,2 stres probei este de 250 MPa%), sudabilitate slabă la grosimi mari, fragilității temperatură scăzută

Ideea de bază a oțelurilor duplex este de a selecta o astfel de compoziție chimică, care va fi format la aproximativ aceeași cantitate de ferită și austenită. O astfel de structură de fază oferă următoarele avantaje:

1) de înaltă rezistență - gama de curgere de 0,2% la oțeluri duplex moderne este 400-450 MPa. Acest lucru permite reducerea elementelor secționate și astfel masa acestora.

Acest avantaj este important în special în următoarele domenii:

• vase sub presiune și rezervoare
• structuri de construcții, cum ar fi poduri

2) O bună sudabilitate grosimi mari - nu la fel de simplu ca și cea a austenitică, dar mult mai bine decât cea a ferită.

3) bună tenacitate - mult mai bună decât cea a oțelurilor feritice, în special la temperaturi scăzute în mod obișnuit de până la minus 50 de grade Celsius, în unele cazuri - la minus 80 de grade Celsius.

4) rezistența la coroziune stres fisurare (SCC) - oteluri austenitice conventionale special amenajate pentru acest tip de coroziune. Acest avantaj este deosebit de important în fabricarea structurilor, cum ar fi:

• Rezervoare pentru apă caldă
• rezervoare de fabricare a berii
• concentratoare
• bazine Cadre

obținându-se astfel un echilibru al austenitei / ferita

Pentru a înțelege modul în care aceasta duplex de oțel, putem compara mai întâi compoziția a două oțel bine-cunoscut: austenitice - AISI 304 (DIN 1.4301 și analogi 08H18N10) și fero - AISI 430 (DIN 1.4016 analogi și 12H17).

În unele dintre mărcile dezvoltate recent pentru o reducere semnificativă a conținutului de nichel, o combinație de azot și mangan. Acest lucru are un impact pozitiv asupra stabilității prețurilor.

În prezent, tehnologia de producție a oțelurilor duplex este încă în curs de dezvoltare. Prin urmare, fiecare producător este de a promova propriul brand. Prin toate conturile, oțelurile duplex este prea mult. Dar, aparent, o astfel de situație, vom vedea, în timp ce nici unul dintre ei va veni la, „câștigătorii“ ușoare.

Rezistența la coroziune a oțelurilor duplex

Datorită varietății de oțeluri duplex în determinarea rezistenței la coroziune a rezultat în mod obișnuit împreună cu mărcile Oțeluri austenitice și feritice. O singură măsură a rezistenței la coroziune nu există. Cu toate acestea, pentru clasificarea clase de oțel este convenabil să se utilizeze echivalentul numeric al rezistenței la coroziune în puncte (prEN).

PrEN =% Cr + 3,3 x% Mo + 16 x% N

Tabelul următor prezintă rezistența la coroziune a oțelurilor duplex, comparativ cu mărcile austenitice și feritice.

Trebuie remarcat faptul că acest tabel se poate servi doar ca un ghid în alegerea materialului. Este întotdeauna necesar să se ia în considerare modul în care un anumit oțel este adecvat pentru utilizarea într-un mediu coroziv specific.

Stresul coroziune cracare (SCC - Stress Corrosion Cracking)

SCC - este un tip de coroziune, care are loc în prezența unui anumit set de factori externi:

• Tensiunea de întindere
• mediu coroziv
• O temperatură suficient de ridicată este de obicei de 50 de grade Celsius, dar în unele cazuri, cum ar fi în bazine de înot, de asemenea, poate avea loc la aproximativ 25 de grade Celsius.

Din păcate, oțeluri inoxidabile austenitice convenționale, cum ar fi AISI 304 (DIN 1.4301 și analogii 08H18N10) și AISI 316 (10H17N13M2 analog) cele mai sensibile la SCC. Următoarele materiale au o rezistență mult mai mare la CD-ul:

rezistența la SCC a oțelurilor duplex poate fi utilizată în multe procese care au loc la temperaturi ridicate, în special:

• În încălzire a apei
• Tancurile de fabricare a berii
• Plantele de desalinizare

Obstacolele în calea răspândirii oțelurilor duplex

O combinație atractivă de rezistență ridicată, rezistența la coroziune a unei game largi de valori, sudabilitatea medie, în teorie, ar trebui să aibă un potențial mare de creștere a cotei de oțeluri inoxidabile duplex în piață. Cu toate acestea, aveți nevoie pentru a înțelege ce fel de duplex oțelurilor inoxidabile slabe și de ce ele sunt, aparent, va rămâne în starea de „jucători de nișă“.

Un astfel de avantaj rezistență la fel de mare se transformă instantaneu într-un dezavantaj atunci când este vorba de manipularea lucrabilitatea presiunii materialului și de prelucrare. Rezistenta mare este, de asemenea, mai mică decât cea a oțelurilor austenitice, capacitatea de a suferi o deformare plastică. Prin urmare, oțeluri duplex sunt practic nepotrivite pentru producția de articole care necesită ductilitate ridicată. Și chiar și atunci când capacitatea de a deformare plastică la un nivel acceptabil, este încă necesar să se facă formele materiale, cum ar fi pentru îndoirea țevilor, este nevoie de o forță mai mare. În ceea ce privește prelucrabilitatea săraci, există o excepție de la regula: clasa LDX 2101 (EN 1.4162) producător Outokumpu.

Procesul de topire a oțelului inoxidabil duplex sunt mult mai complexe decât cea a oțelurilor austenitice și feritice. În caz de încălcare a tehnologiei de producție, în special de tratament termic, în plus față de austenită și ferită în oțeluri duplex poate fi format un număr de faze nedorite. Două dintre cele mai importante faze sunt prezentate în graficul de mai jos.

Pentru a mări click pe imagine.

Cele două faze dau naștere la friabilitatea, adică pierderea rezistenței la impact.

Formarea fazei sigma (mai 1000º C), cel mai adesea apare atunci când există viteză de răcire insuficientă în timpul fabricării sau sudare. Cele mai multe elemente de aliaj din oțel, cu atât mai mare probabilitatea de formare a fazei sigma. Prin urmare, cele mai afectate de această problemă de oțeluri duplex super.

475-grade friabilitatea apare în faza de formare, care poartă numele de α „(amorsarea alfa). Deși temperatura cea mai periculoasă de 475 de grade Celsius, poate fi formată la temperaturi mai mici de până la 300º C. Aceasta limitează temperatura maximă de funcționare a oțelurilor duplex. Această limitare reduce în continuare numărul de aplicații posibile.

Pe de altă parte, există o limită privind temperatura minimă de funcționare a oțelurilor duplex, pentru care este mai mare decât cea a austenitică. Spre deosebire de oțeluri austenitice, duplex au in testele de impact au tranziția casant-ductilă. Temperatura standard de testare a oțelurilor utilizate în structurile pentru producția de petrol și gaze offshore, este de minus 46º C. De obicei, oțelurile duplex sunt utilizate la temperaturi sub minus 80 de grade Celsius.

O scurtă trecere în revistă a proprietăților oțelurilor duplex

• putere estimată de două ori mai mare decât cea a oțelurilor inoxidabile austenitice și feritice
• O gamă largă de valori de rezistență la coroziune, care permite de a alege un brand de o anumită sarcină
• rezistență bună la impact până la minus 80 ° C cerere de limitare în medii criogenice.
• Rezistența excepțională la stres coroziune cracare
• Bună sudabilitatea secțiuni transversale mari
• O mare dificultate în prelucrarea și ștampilarea decât cea a oțelurilor austenitice
• Temperatura maximă de funcționare este limitată la 300 de grade Celsius

Materialul este preluat de pe site-ul web al Asociației www.bssa.org.uk britanic din oțel inoxidabil