Обзор дуплексной нержавеющей стали
Супердуплексная нержавеющая сталь отличается от стандартных дуплексных марок значительно улучшенными коррозионно-стойкими свойствами. Это высоколегированный материал с повышенным содержанием антикоррозионных элементов, таких как хром (Cr) и молибден (Mo). Первичная супердуплексная нержавеющая сталь S32750 содержит до 28,0% хрома, 3,5% молибдена и 8,0% никеля (Ni). Эти компоненты придают исключительную устойчивость к агрессивным агентам, включая кислоты, хлориды и щелочные растворы.
Как правило, супердуплексные нержавеющие стали основаны на признанных преимуществах дуплексных марок с повышенной химической стабильностью. Это делает его идеальным сортом для изготовления критически важных компонентов в нефтехимическом секторе, таких как теплообменники, котлы и оборудование для сосудов под давлением.
Механические свойства дуплексной нержавеющей стали
Оценки | ASTM A789 Марка S32520 Термически обработанный | ASTM A790 Марка S31803 Термически обработанный | ASTM A790 Марка S32304 Термически обработанный | ASTM A815 Марка S32550 Термически обработанный | ASTM A815 Марка S32205 Термически обработанный |
Модуль упругости | 200 ГПа | 200 ГПа | 200 ГПа | 200 ГПа | 200 ГПа |
Удлинение | 25 % | 25 % | 25 % | 15 % | 20 % |
Предел прочности | 770 МПа | 620 МПа | 600 МПа | 800 МПа | 655 МПа |
Твердость по Бринеллю | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Предел текучести | 550 МПа | 450 МПа | 400 МПа | 550 МПа | 450 МПа |
Коэффициент теплового расширения | 1Е-5 1/К | 1Е-5 1/К | 1Е-5 1/К | 1Е-5 1/К | 1Е-5 1/К |
Удельная теплоемкость | 440 – 502 Дж/(кг·К) | 440 – 502 Дж/(кг·К) | 440 – 502 Дж/(кг·К) | 440 – 502 Дж/(кг·К) | 440 – 502 Дж/(кг·К) |
Теплопроводность | 13 – 30 Вт/(м·К) | 13 – 30 Вт/(м·К) | 13 – 30 Вт/(м·К) | 13 – 30 Вт/(м·К) | 13 – 30 Вт/(м·К) |
Классификация дуплексной нержавеющей стали
l Первый тип — низколегированный, представительной марки UNS S32304 (23Cr-4Ni-0,1N). Сталь не содержит молибдена, значение PREN составляет 24-25. Его можно использовать вместо AISI304 или 316 для обеспечения устойчивости к коррозии под напряжением.
l Второй тип относится к типу среднего сплава, представительная марка - UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0,15N), значение PREN составляет 32-33, а его коррозионная стойкость находится между AISI 316L и 6% аустенитного Mo + N. нержавеющая сталь.
l Третий тип относится к высоколегированным типам, которые обычно содержат 25% Cr, молибдена и азота, а некоторые также содержат медь и вольфрам. Стандартная марка UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0,2N), значение PREN составляет 38-39, а коррозионная стойкость этого типа стали выше, чем у дуплексной нержавеющей стали с 22% Cr.
l Четвертый тип — супердуплексная нержавеющая сталь с высоким содержанием молибдена и азота. Стандартная марка — UNS S32750 (25Cr-7Ni-3,7Mo-0,3N), некоторые также содержат вольфрам и медь. Значение PREN превышает 40, что применимо к суровым условиям среды. Он обладает хорошей коррозионной стойкостью и комплексными механическими свойствами, которые можно сравнить с супераустенитной нержавеющей сталью.
Преимущества дуплексной нержавеющей стали
Как указано выше, дуплекс обычно работает лучше, чем отдельные типы стали, находящиеся в его микроструктуре. Проще говоря, сочетание положительных характеристик аустенитных и ферритных элементов обеспечивает лучшее общее решение для множества различных производственных ситуаций.
l Антикоррозионные свойства. Влияние молибдена, хрома и азота на коррозионную стойкость дуплексных сплавов огромно. Некоторые дуплексные сплавы могут соответствовать и превосходить антикоррозионные характеристики популярных аустенитных марок, включая 304 и 316. Они особенно эффективны против щелевой и точечной коррозии.
l Коррозионное растрескивание под напряжением – SSC возникает в результате воздействия нескольких атмосферных факторов, наиболее очевидными из которых являются температура и влажность. Растягивающее напряжение только усугубляет проблему. Обычные аустенитные марки очень чувствительны к коррозионному растрескиванию под напряжением, а дуплексная нержавеющая сталь – нет.
l Прочность. Дуплексная сталь прочнее, чем ферритные стали, даже при более низких температурах, хотя в этом аспекте она фактически не соответствует характеристикам аустенитных марок стали.
l Прочность. Дуплексные сплавы могут быть в 2 раза прочнее, чем аустенитные и ферритные структуры. Более высокая прочность означает, что металл остается твердым даже при уменьшенной толщине, что особенно важно для снижения веса.