Duplex ruostumattomasta teräksestä valmistettu sovellusohje

Duplex ruostumattomasta teräksestä valmistettu sovellusohje

Ensimmäisen ja toisen sukupolven duplex ruostumaton teräs

Ensimmäisen sukupolven ruostumattoman duplex-teräksen käyttö aloitettiin 1930-luvulla, ja sen tyypillisiä edustajia ovat Type 329 (S32900) ja Uranus 50 (S32404). Koska seoksessa on korkea Cr- ja Mo-pitoisuus, tällä materiaalilla on erinomainen pistesuojaus. Ensimmäisen sukupolven ruostumattoman duplex-teräksen hitsattavuus on huono. Hitsauksen jälkeen austro-rauta-pari liitoksessa ja lämpövaikutusalueella poikkeaa vakavasti perusmateriaalin alkuperäisestä kaksivaihesuhteesta, mikä johtaa sitkeyden ja korroosionkestävyyden heikkenemiseen. Vaikka ominaisuudet voidaan palauttaa hitsauksen jälkeisellä lämpökäsittelyllä, ensimmäisen sukupolven ruostumattoman duplex-teräksen käyttöä rajoittaa sen huono hitsattavuus.

1970s luvulla ruostumattoman duplex-teräksen hitsaustehokkuus parani huomattavasti, kun seosjärjestelmään lisättiin määrällisesti N:a. Tämä johtuu pääosin argon-happi-decarbonization -prosessin (AOD) soveltamisesta, jolla voidaan lisätä typpeä edullisemmin ja sen sisällön hallinta on tarkempaa. Vaikka N lisättiin alun perin, koska se oli halvempi austeniittinen muovauselementti kuin Ni, insinöörit havaitsivat pian muita typen etuja, kuten lisääntyneen materiaalin lujuuden, parannetun aurorautasuhteen, joka vaaditaan nopeaan palautumiseen hitsauksen jälkeen, ja parantuneen paikallisen korroosionkestävyyden. N-pitoisuuden kasvaessa ferriitin siirtymälämpötila austeniitiksi kohoaa ja ihanteellinen austeniitin kaksifaasitasapaino voidaan saavuttaa lämpövaikutusvyöhykkeellä (HAZ) jopa useiden lämpöjaksojen jälkeen. N:n edullinen vaikutus mahdollistaa duplex-ruostumattoman teräksen käytön suoraan hitsauksen jälkeisessä tilassa, mikä edistää suuresti toisen sukupolven ruostumattoman duplex-teräksen kehitystä. Komposiittijärjestelmän typpipitoisuuden tarkka lisäys ja säätö on noussut toisen sukupolven ruostumattoman duplex-teräksen tärkeimmäksi ominaisuus, ja tyypillinen typpipitoisuus on 0.15-0,40 %.

Duplex ruostumattoman teräksen luokitus
Vuonna 1969 ruostumattoman duplex-teräksen korroosionkestävyyden arvioimiseksi klooria sisältävissä väliaineissa metallurgit esittelivät kromin pistelystikestävyysekvivalenttiluvun (PREN) käsitteen. Yleisin PREN-laskennan kaava on:

PREN=%Cr + 3.3[%Mo + 0.5(%W)] + 16[%N]

Empiirinen suhde on johdettu useiden korroosiotestitulosten tilastollisesta regressiosta. Cr-, Mo-, W- ja N-pitoisuuksia lejeeringissä käytettiin karakterisoimaan ruostumattoman teräksen suhteellista kykyä vastustaa piste- ja rakokorroosiota. Duplex ruostumaton teräs voidaan jakaa neljään luokkaan seostusasteen mukaan (katso lisätietoja ISO17781).

Säästää duplex ruostumatonta terästä Lean DSS (24 pienempi tai yhtä suuri kuin PREN Pienempi tai yhtä suuri kuin 30)

Duplex ruostumaton teräs Standard DSS (30<>

Super Duplex Stainless Steel Super DSS (40 pienempi tai yhtä suuri kuin PREN<48)

Super Super Duplex Stainless Steel Hyper DSS (48 pienempi tai yhtä suuri kuin PREN pienempi tai yhtä suuri kuin 55)

Säästävälle duplex-ruostumattomalle teräkselle on ominaista alhainen Ni- ja/tai Mo-pitoisuus. Alhaisen Ni-pitoisuuden aiheuttaman alhaisen austeniittisen faasisuhteen kompensoimiseksi on tarpeen lisätä N- ja Mn-pitoisuuksia seosjärjestelmässä. Taloudellisella DSS:llä on erittäin hyvä lujuus ja korroosionkestävyys, ja se soveltuu rakennelaakerimateriaaleihin, säiliömateriaaleihin ja huoltoympäristöihin, joissa vaaditaan kestävyyttä kloridijännityskorroosiohalkeilua vastaan.

Vakio-DSS sisältää yleensä 22-25% Cr ja 2-3% Mo, ja se on ylivoimaisesti yleisimmin käytetty ruostumaton duplex-teräs. Niistä 2205-seos (S32205) on tavallisen ruostumattoman duplex-teräksen työhevonen, ja se on ylivoimaisesti laajimmin käytetty kaikista toisen sukupolven ruostumattomista duplex-teräksistä. Tuotemuodot kattavat lähes kaikki metallimateriaalimuodot.

Ruostumattomassa superduplex-teräksessä on yleensä korkea Cr-, Mo- ja N(tai W)-pitoisuus, jotta PREN-arvo on yli 40. Tällainen ruostumaton duplex-teräs vastaa karkeasti 6-prosenttista Mo-superausteniittista ruostumatonta terästä kloridinkestävyyden suhteen pistekorvaus, ja sitä käytetään laajalti kemianteollisuudessa, saastumisen hallinnassa, meriympäristössä, happoliuotuslouhinnassa ja muilla alueilla, joilla on ankarat syövyttävät ympäristöt.

Super duplex ruostumattomat teräkset, joita edustavat S32707 ja S33207, on suunniteltu happamiin ja kloridipitoisiin korroosioympäristöihin. Vaikka Cr- ja Mo-pitoisuuden lisäys parantaa edelleen lejeeringin korroosionkestävyyttä, se tekee myös ruostumattomasta superduplex-teräksestä voimakkaamman taipumuksen toisen vaiheen saostumiseen, mikä tarkoittaa myös sitä, että käsittelyn aikana tarvitaan tiukempaa valvontaa. Tällä hetkellä tämän tyyppistä ruostumatonta duplex-terästä on saatavana vain saumattomille putkille.