Duplex rustfritt stål detaljer

Duplex Stainless Steel (DSS) refererer til rustfritt stål med ferritt og austenitt som utgjør omtrent 50 % hver, og innholdet i den mindre fasen må generelt nå minst 30 %. Ved lavt C-innhold er Cr-innholdet 18%~28%, og Ni-innholdet er 3%~10%. Noen stål inneholder også legeringselementer som Mo, Cu, Nb, Ti og N.

Denne typen stål har egenskapene til både austenittisk og ferritisk rustfritt stål. Sammenlignet med ferritt har den høyere plastisitet og seighet, ingen sprøhet ved romtemperatur, betydelig forbedret intergranulær korrosjonsmotstand og sveiseytelse, samtidig som den opprettholder 475 graders sprøhet og høy termisk ledningsevne til ferritisk rustfritt stål, og har superplastisitet. Sammenlignet med austenittisk rustfritt stål har det høy styrke og betydelig forbedret motstand mot intergranulær korrosjon og kloridspenningskorrosjon. Dupleks rustfritt stål har utmerket gropmotstand og er også et nikkelbesparende rustfritt stål.

Struktur og type

Dupleks rustfritt stål har egenskapene til både austenitt og ferritt på grunn av sin austenitt + ferritt tofasestruktur, og innholdet i de to fasene er i utgangspunktet det samme. Flytestyrken kan nå 400Mpa ~ 550MPa, som er det dobbelte av vanlig austenittisk rustfritt stål. Sammenlignet med ferritisk rustfritt stål, har dupleks rustfritt stål høy seighet, lav sprø overgangstemperatur, betydelig forbedret intergranulær korrosjonsmotstand og sveiseytelse; samtidig beholder det noen egenskaper til ferritisk rustfritt stål, som 475 graders sprøhet, høy varmeledningsevne, liten lineær ekspansjonskoeffisient, superplastisitet og magnetisme. Sammenlignet med austenittisk rustfritt stål, har dupleks rustfritt stål høy styrke, spesielt betydelig forbedret flytestyrke, og betydelig forbedret gropmotstand, spenningskorrosjonsbestandighet, korrosjonsutmattelsesbestandighet og andre egenskaper.

Dupleks rustfritt stål kan klassifiseres i fire typer i henhold til dets kjemiske sammensetning: Cr18 type, Cr23 (unntatt Mo), Cr22 type og Cr25 type. Cr25 dupleks rustfritt stål kan deles inn i vanlig type og super dupleks rustfritt stål, blant annet Cr22 type og Cr25 type er mer utbredt. Det meste av dupleks rustfritt stål som brukes i mitt land er produsert i Sverige, med spesifikke karakterer: 3RE60 (Cr18 type), SAF2304 (Cr23 type), SAF2205 (Cr22 type), SAF2507 (Cr25 type).

 

Klassifisering av dupleks rustfritt stål

Den første kategorien er lavlegert type, representert av UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N), som ikke inneholder molybden og har en PREN-verdi på 24-25. Den kan erstatte AISI304 eller 316 når det gjelder motstand mot spenningskorrosjon.

Den andre kategorien er middels legeringstype, representert av UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), med en PREN-verdi på 32-33. Dens korrosjonsmotstand er mellom AISI 316L og 6% Mo+N austenittisk rustfritt stål.

 

Den tredje typen er høylegert type, vanligvis inneholder 25% Cr, molybden og nitrogen, og noen inneholder også kobber og wolfram. Standardkarakteren er UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N), og PREN-verdien er 38-39. Korrosjonsmotstanden til denne typen stål er høyere enn for 22 % Cr dupleks rustfritt stål.

Den fjerde typen er superdupleks rustfritt stål, som inneholder høy molybden og nitrogen, standardkvaliteten er UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), og noen inneholder også wolfram og kobber. PREN-verdien er større enn 40, som kan brukes på tøffe medium forhold, har god korrosjonsbestandighet og mekaniske omfattende egenskaper, og kan sammenlignes med superaustenittisk rustfritt stål.

 

Dupleks rustfrie stålkvaliteter
Mange tosidige rustfrie stålkvaliteter er lagt til mitt lands nye standard GB/T 20878-2007 «Rustfritt stål og varmebestandige stålkvaliteter og kjemisk sammensetning». For eksempel: 14Cr18Ni11Si4AlTi, 022Cr19Ni5Mo3Si2N, 12Cr21Ni5Ti.
I tillegg: det berømte 2205 dupleksstålet tilsvarer mitt lands 022Cr23Ni5Mo3N.

 

Ytelsesegenskaper i tosidig rustfritt stål
På grunn av egenskapene til tofasestrukturen, gjennom riktig kontroll av kjemisk sammensetning og varmebehandlingsprosess, har dupleks rustfritt stål fordelene med både ferritisk rustfritt stål og austenittisk rustfritt stål. Den kombinerer den utmerkede seigheten og sveisbarheten til austenittisk rustfritt stål med den høyere styrken og kloridspennings-korrosjonsbestandigheten til ferritisk rustfritt stål. Det er disse overlegne egenskapene som har fått dupleks rustfritt stål til å utvikle seg raskt som et sveisbart konstruksjonsmateriale. Siden 1980-tallet har det blitt en ståltype parallelt med martensittisk, austenittisk og ferritisk rustfritt stål. Dupleks rustfritt stål har følgende ytelsesegenskaper:
1) Molybdenholdig dupleks rustfritt stål har god motstand mot kloridspenningskorrosjon under lav spenning. Vanligvis er austenittisk rustfritt stål av typen 18-8 utsatt for spenningskorrosjon i nøytrale kloridløsninger over 60 grader. Varmevekslere, fordampere og annet utstyr laget av denne typen rustfritt stål i sporklorid og hydrogensulfid industrielle medier har en tendens til å gi spenningskorrosjonssprekker, mens dupleks rustfritt stål har god motstand.

2) Molybdenholdig dupleks rustfritt stål har god gropmotstand. Når du har samme ekvivalente pitting-motstandsverdi (PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%), er det kritiske pittingpotensialet til dupleks rustfritt stål og austenittisk rustfritt stål likt. Grupmotstanden til dupleks rustfritt stål og austenittisk rustfritt stål tilsvarer AISI 316L. Piping- og sprekkkorrosjonsmotstanden til høykrom dupleks rustfritt stål som inneholder 25 % Cr, spesielt nitrogen, overgår den til AISI 316L.

3) Den har god korrosjonsutmattelse og slitasjekorrosjonsbestandighet. Under visse korrosive medieforhold er den egnet for å lage kraftutstyr som pumper og ventiler.

4) Gode omfattende mekaniske egenskaper. Den har høy styrke og utmattelsesstyrke, og flytegrensen er dobbelt så stor som for 18-8 austenittisk rustfritt stål. Forlengelsen i fast løsningstilstand når 25 %, og seighetsverdien AK (V-notch) er over 100J.

5) God sveisbarhet, lav termisk sprekkdannelsestendens, generelt ingen forvarming før sveising, ingen varmebehandling etter sveising, og kan sveises med 18-8 austenittisk rustfritt stål eller karbonstål og annet ulikt.

6) Varmearbeidstemperaturområdet for dupleks rustfritt stål som inneholder lavt krom (18%Cr) er bredere enn for 18-8 austenittisk rustfritt stål, og motstanden er liten. Den kan rulles direkte for å produsere stålplater uten smiing. Varmbearbeiding av dupleks rustfritt stål som inneholder høy krom (25% Cr) er litt vanskeligere enn austenittisk rustfritt stål, og det kan produsere produkter som plater, rør og ledninger.

7) Arbeidsherdningseffekten er større enn for 18-8 austenittisk rustfritt stål under kaldbearbeiding. I det tidlige stadiet av deformasjon av rør og plater, må det påføres stor spenning for å deformere.

8) Sammenlignet med austenittisk rustfritt stål har det en stor varmeledningsevne og en liten lineær ekspansjonskoeffisient, som er egnet for bruk som utstyrsforing og produksjon av komposittplater. Den er også egnet for å lage kjernen til varmevekslere, og varmevekslingseffektiviteten er høyere enn for austenittisk rustfritt stål.

9) Den har fortsatt forskjellige sprø tendenser av ferritisk rustfritt stål med høyt krom og er ikke egnet for arbeidsforhold over 300 grader. Jo lavere krominnhold i dupleks rustfritt stål, jo mindre skadelige er de sprø fasene som σ.