Pregled nerjavečega jekla Duplex
Nerjaveče jeklo Super duplex se od standardnih dupleksnih vrst razlikuje po bistveno izboljšanih lastnostih odpornosti proti koroziji. Je visoko legiran material s povišanimi koncentracijami protikorozijskih elementov, kot sta krom (Cr) in molibden (Mo). Primarni super dupleksni razred nerjavečega jekla, S32750, vsebuje kar 28,0 % kroma, 3,5 % molibdena in 8,0 % niklja (Ni). Te komponente zagotavljajo izjemno odpornost proti korozivnim sredstvom, vključno s kislinami, kloridi in jedkimi raztopinami.
Na splošno super dupleksna nerjavna jekla temeljijo na uveljavljenih prednostih dupleksnih razredov z izboljšano kemično stabilnostjo. Zaradi tega je idealen razred za izdelavo kritičnih komponent v petrokemičnem sektorju, kot so toplotni izmenjevalniki, kotli in oprema za tlačne posode.
Mehanske lastnosti dupleksnega nerjavečega jekla
Ocene | ASTM A789 razred S32520 Toplotno obdelan | ASTM A790 razred S31803 Toplotno obdelan | ASTM A790 razred S32304 Toplotno obdelan | ASTM A815 razred S32550 Toplotno obdelan | ASTM A815 razred S32205 Toplotno obdelan |
Modul elastičnosti | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
Raztezek | 25 % | 25 % | 25 % | 15 % | 20 % |
Natezna trdnost | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
Trdota po Brinellu | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Moč tečenja | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
Koeficient toplotnega raztezanja | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
Specifična toplotna kapaciteta | 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) |
Toplotna prevodnost | 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) |
Razvrstitev Duplex nerjavečega jekla
l Prvi tip je nizkolegiran, z reprezentativnim razredom UNS S32304 (23Cr-4Ni-0,1N). Jeklo ne vsebuje molibdena, vrednost PREN pa je 24-25. Uporablja se lahko namesto AISI304 ali 316 pri odpornosti proti koroziji.
l Drugi tip pripada srednje zlitinskemu tipu, reprezentativna znamka je UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0,15N), vrednost PREN je 32-33, njegova odpornost proti koroziji pa med AISI 316L in 6% Mo+N avstenitom nerjavno jeklo.
l Tretja vrsta je visoko legirana, ki običajno vsebuje 25 % Cr, molibden in dušik, nekatere pa vsebujejo tudi baker in volfram. Standardni razred UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0,2N), vrednost PREN je 38-39, odpornost proti koroziji te vrste jekla pa je višja kot pri 22% Cr duplex nerjavnem jeklu.
l Četrta vrsta je super dupleksno nerjavno jeklo, ki vsebuje visoko vsebnost molibdena in dušika. Standardni razred je UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), nekateri pa vsebujejo tudi volfram in baker. Vrednost PREN je večja od 40, kar se lahko uporabi za težke srednje pogoje. Ima dobro odpornost proti koroziji in mehanske celovite lastnosti, ki jih je mogoče primerjati s super avstenitnim nerjavnim jeklom.
Prednosti nerjavečega jekla Duplex
Kot je navedeno zgoraj, Duplex običajno deluje bolje kot posamezne vrste jekla v njegovi mikrostrukturi. Bolje rečeno, kombinacija pozitivnih lastnosti, ki prihajajo iz avstenitnih in feritnih elementov, zagotavlja boljšo celovito rešitev za veliko število različnih proizvodnih situacij.
l Protikorozijske lastnosti – Vpliv molibdena, kroma in dušika na korozijsko odpornost Duplex zlitin je ogromen. Več zlitin Duplex se lahko ujema in presega protikorozijske lastnosti priljubljenih avstenitnih razredov, vključno z 304 in 316. Še posebej so učinkovite proti razpokani in luknjičasti koroziji.
l Razpoke zaradi napetostne korozije – SSC je posledica več atmosferskih dejavnikov – temperatura in vlaga sta najbolj očitna. Natezna napetost le še poveča težavo. Običajni avstenitni razredi so zelo dovzetni za razpoke zaradi napetostne korozije – Duplex nerjavno jeklo ni.
l Žilavost – Duplex je trši od feritnih jekel – tudi pri nižjih temperaturah, medtem ko se v tem pogledu dejansko ne ujema z zmogljivostjo avstenitnih jekel.
l Trdnost – Duplex zlitine so lahko do 2-krat močnejše od avstenitnih in feritnih struktur. Večja trdnost pomeni, da kovina ostane čvrsta tudi z zmanjšano debelino, kar je še posebej pomembno za zmanjšanje teže.