Pregled Duplex nerđajućeg čelika
Super duplex nerđajući čelik razlikuje se od standardnih duplex kvaliteta po svojim značajno poboljšanim svojstvima otpornosti na koroziju. To je visoko legiran materijal s povišenim koncentracijama antikorozivnih elemenata kao što su krom (Cr) i molibden (Mo). Primarni super duplex nerđajući čelik, S32750, sadrži čak 28,0% hroma, 3,5% molibdena i 8,0% nikla (Ni). Ove komponente daju izuzetnu otpornost na korozivna sredstva, uključujući kiseline, kloride i kaustične otopine.
Općenito, super dupleks nehrđajući čelici se zasnivaju na utvrđenim prednostima dupleks klasa uz poboljšanu kemijsku stabilnost. To ga čini idealnom za proizvodnju kritičnih komponenti u petrohemijskom sektoru, kao što su izmjenjivači topline, kotlovi i oprema za posude pod pritiskom.
Mehanička svojstva dupleks nerđajućeg čelika
Ocjene | ASTM A789 Grade S32520 Termički obrađeno | ASTM A790 Grade S31803 Termički obrađeno | ASTM A790 Grade S32304 Termički obrađeno | ASTM A815 Grade S32550 Termički obrađeno | ASTM A815 Grade S32205 Termički obrađeno |
Modul elastičnosti | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
Izduženje | 25 % | 25 % | 25 % | 15 % | 20 % |
Zatezna čvrstoća | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
Brinell tvrdoća | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Snaga prinosa | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
Koeficijent toplinske ekspanzije | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
Specifični toplotni kapacitet | 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 provodljivost | 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) |
Klasifikacija dupleks nerđajućeg čelika
l Prvi tip je niskolegirani, sa reprezentativnim razredom UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N). Čelik ne sadrži molibden, a PREN vrijednost je 24-25. Može se koristiti umjesto AISI304 ili 316 u otpornosti na koroziju pod stresom.
l Drugi tip pripada tipu srednje legure, reprezentativna marka je UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), PREN vrijednost je 32-33, a otpornost na koroziju je između AISI 316L i 6% Mo+N austenitnog nerđajući čelik.
l Treći tip je od visoke legure, koji uglavnom sadrži 25% Cr, molibdena i azota, a neki sadrže i bakar i volfram. Standardni razred UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N), PREN vrijednost je 38-39, a otpornost na koroziju ovog tipa čelika je veća od otpornosti na 22% Cr duplex nerđajućeg čelika.
l Četvrti tip je super dupleks nerđajući čelik, koji sadrži visoku količinu molibdena i azota. Standardna klasa je UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), a neki sadrže i volfram i bakar. PREN vrijednost je veća od 40, što se može primijeniti na oštre srednje uvjete. Ima dobru otpornost na koroziju i mehanička sveobuhvatna svojstva, koja se mogu porediti sa super austenitnim nerđajućim čelikom.
Prednosti dupleks nerđajućeg čelika
Kao što je gore navedeno, Duplex obično ima bolje performanse od pojedinačnih tipova čelika koji se nalaze unutar njegove mikrostrukture. Bolje rečeno, kombinacija pozitivnih karakteristika austenitnih i feritnih elemenata pruža bolje cjelokupno rješenje za veliki broj različitih proizvodnih situacija.
l Antikorozivna svojstva – Uticaj molibdena, hroma i azota na otpornost na koroziju Duplex legura je ogroman. Nekoliko Duplex legura može da uporedi i prevaziđe antikorozivne performanse popularnih austenitnih razreda uključujući 304 i 316. Posebno su efikasne protiv korozije u pukotinama i udubljenjima.
l Pucanje od korozije pod naprezanjem – SSC nastaje kao rezultat nekoliko atmosferskih faktora – temperatura i vlažnost su najočigledniji. Zatezni napon samo doprinosi problemu. Normalni austenitni slojevi su veoma podložni pucanju od korozije pod naponom – nerđajući čelik dupleks nije.
l Čvrstoća – Duplex je tvrđi od feritnih čelika – čak i na nižim temperaturama, dok u ovom aspektu zapravo ne odgovara performansama austenitnih razreda.
l Čvrstoća – Dupleks legure mogu biti do 2 puta jače od austenitnih i feritnih struktura. Veća čvrstoća znači da metal ostaje čvrst čak i sa smanjenom debljinom, što je posebno važno za smanjenje nivoa težine.