Dupleksstål: beskrivelse, spesifikasjoner og funksjoner

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

I dag blir dupleksstål mer og mer populært. Praktisk t alt alle selskaper innen metallurgi er engasjert i produksjon av denne typen rustfri legering. Du kan lese mer om hva dupleksstål er og hvilke fordeler det har i denne artikkelen.

Generell informasjon

Dupleksstål er anerkjent over hele verden. Hvilke egenskaper har hun? For det første gjør den høye styrken til dette materialet det mulig å redusere den endelige vekten til ethvert produkt. For det andre er den kjent for sin enorme motstand mot korrosjon. Dette er spesielt merkbart når man vurderer motstand mot spenningskorrosjon.

Det er verdt å si at for øyeblikket har ikke råmaterialet blitt kjent for produsentene, og derfor holdes det med noen års mellomrom konferanser der tekniske artikler vurderes om alle egenskapene til dupleksstål. Så langt, til tross for den ganske høye interessen for denne typen produkter, er den globale markedsandelen bare 1-3%.

Forekomsthistorie

Det er verdt å merke seg at ideen om å skapetosidig stål ble født tilbake i 1920. Men det første materialet dukket opp først i 1930 i Sverige. Den brede distribusjonen og bruken av denne typen råvarer begynte først i det siste tiåret. Hovedårsaken til dette ligger i at produksjonsteknologien i løpet av disse årene har blitt kraftig forbedret. Spesielt har produsenter vært i stand til å kontrollere nitrogeninnholdet mer nøyaktig.

For å forstå fordelene og hvorfor dupleks rustfritt stål ble født, må du forstå de to andre hovedtypene.

Austenittiske legeringer, som er AISI 304 eller 08X18H10, samt AISI 430 eller 12X17 ferritiske kvaliteter, er ganske enkle å produsere. Som navnet tilsier, består de hovedsakelig av austenitt eller ferritt. Selv om de er mye brukt, har de tekniske mangler.

Ulemper med tradisjonelle ståltyper

Hvis vi snakker om austenittiske stål, så inkluderer ulempene lav styrke, samt lav motstand mot spenningskorrosjon. Når det gjelder det ferritiske materialet, er styrken litt høyere, men "når fortsatt ikke" idealet. I tillegg forringes sveisbarheten til stål kraftig med økende materi altykkelse, og blir ganske sprø ved lave temperaturer.

En annen liten ulempe med den austenittiske legeringen er nikkelinnholdet i sammensetningen. Dette fører til en høyere pris på produktet, som selvfølgelig ingen sluttforbruker er fornøyd med.

Duplex-fordeler

Ideen om å lage dupleks rustfritt stål kom fra et ønske om å likestille den ferritiske og austenittiske basen for å få et nytt materiale av høyere kvalitet. Omtrent samme mengde ferritisk og austenittisk stål ga følgende fordeler:

• Høy styrke. Flytegrenseområdet ved 0,2 % vil være 400 til 450 MPa, som er 150 til 200 MPa mer enn det som kan sees med austenittiske eller ferritiske legeringer. Dette førte til at det er mulig å redusere tykkelsen på produktet, uten å miste styrke. Og nedgangen i tykkelse forårsaket en reduksjon i den endelige massen. Dette er svært viktig innen bygningskonstruksjoner, tanker og trykkbeholdere.
• Hva er fordelene med dupleksstål i tillegg til styrke? Sveisbarheten til metallet er ganske god selv med store tykkelser.
• Høy slagstyrke. Mye bedre enn ferritiske legeringer. Dette gjelder spesielt når den omgivende lufttemperaturen synker til -50, og noen ganger til -80 grader Celsius.
• Høy motstand mot spenningskorrosjonssprekker. Austenittiske materialer er svært utsatt for denne defekten. Denne parameteren spiller en viktig rolle i bransjer som bryggetanker, konsentratorer, bassengrammer.
• Dupleks stålkjeler er mye mer pålitelige enn austenittkjeler.

Cracking

For øyeblikket vanligstål er utsatt for en slik defekt som korrosjonssprekker eller SCC - Stress Corrosion Cracking. Denne typen korrosjon oppstår vanligvis under visse forhold. Årsaken kan være en sterk strekkspenning, forhøyet temperatur (50 grader Celsius over null). Og hvis vi snakker om svømmebasseng, så på grunn av konstant eksponering for vann, kan denne typen korrosjon oppstå selv ved 25 grader.

Austenittiske stålkvaliteter er ganske påvirket av denne defekten. En ferritisk legering er mer pålitelig i denne forbindelse, så vel som dupleks rustfritt stål a890 3a i henhold til ASTM og andre kvaliteter. Den høye motstandskoeffisienten gjør at dette materialet kan brukes i produksjon av vannvarmere, bryggetanker, avs altingsanlegg. Det vil si der det er økt temperatur og kontakt med væsker.

Det er helt forbudt å lage bassengrammer av vanlig austenittisk stål på grunn av denne feilen. Tidligere var det nødvendig å bruke en legering med svært høyt nikkelinnhold, noe som førte til en økning i kostnadene for produktet. I dag kan duplex eller super duplex stål brukes.

"Super" og "Hyper" dupleksmateriale

Det er verdt å si at hvis du tilsetter nikkel til det ferritiske kromstålet, kan du få en blandet grunnstruktur. Det vil si at den vil inneholde både austenitt og ferritt. Som det allerede har blitt klart, var det nettopp en slik blanding som begynte å bli k alt et dupleksmateriale. Prefiksene "super" eller "hyper" dupleksstål indikerer at råvaren inneholder en øktmengden legeringskomponenter. Dette indikerer enda større motstand mot korrosjon enn konvensjonelle materialer.

"Super" og "hyper" dupleksstål brukes ganske aktivt i gassproduksjonsutstyr. I tillegg brukes råvarer i mat-, kjemisk-, bygg- og til og med medisinsk industri.

Sveisemateriale

Til tross for den gode sveisbarheten til dette produktet, må visse regler overholdes. Før du begynner å sveise, vær oppmerksom på følgende:

• for å sikre en god gjennomtrengningskvalitet av materialet, bør sp alten ved roten av skjøten og vinkelen på kantene gjøres noe større enn for vanlig stål;
• skjøten, så vel som metallet rundt dette stedet, anbefales å rengjøres grundig for eventuell forurensning;
• kun børster laget av metalltråd med korrosjonsmotstand kan brukes;
• sveiseelektroden må være tørr.

Når du sveiser dupleksstål, følg disse reglene:

• Det er veldig viktig å overvåke en slik parameter som varmetilførsel. Den skal ikke være for lav eller omvendt for høy. For vanlig dupleksstål bør et område på 0,5-2,5 kJ/mm overholdes under sveising. I tillegg bør interpass-temperaturen ikke være mer enn 200 grader Celsius.
• Ingen slagg skal vises på baksiden av sveisen. Her er det veldig viktig å velge riktig gass som vil beskytte roten av sømmen. Den mest brukte gassblandingen for beskyttelsesformål er høyrent argon og hydrogen eller nitrogen.
• Sveising bør kun utføres av en høyt kvalifisert person. Dette skyldes at på steder med brannskader vil metallet øke korrosjonstendensen kraftig, og det er også stor sannsynlighet for sprekker.
• Under sveising må du ikke lage brede tverrgående vibrasjoner av elektroden. Dette kan føre til for mye varmetilførsel, noe som vil være i strid med reglene.

Arbeid etter sveising

Det er visse retningslinjer å følge etter sveising.

• For å sikre høy korrosjonsbeskyttelse av sveisemetallet, må det rengjøres grundig. Det er nødvendig å fjerne oksidfilmen fullstendig og fjerne alle rester av slagg.
• Børstearbeid utføres kun for hånd og kun med en stålbørste med korrosjonsbestandige egenskaper. Hvis det brukes mekaniske enheter, kan dette føre til mikro-rifter i sømområdet, noe som vil redusere styrken.
• Oftest er det ikke nødvendig med varmebehandling av sømmen etter sveising.

mangler ved råvarer

Til tross for spredningen av materialet og dets tilsynelatende åpenbare og betydelige fordeler, har det fortsatt ikke fått universell anerkjennelse og vil mest sannsynlig aldri ta ledelsen i markedet. Dette skyldes flere ulemper,som er verdt å vite. På grunn av dem vil en slik legering alltid være "nisje".

Umiddelbart er det verdt å starte med materialets høye styrke. Det virker som en betydelig fordel, men det blir en stor ulempe når det blir nødvendig å behandle metall med mekaniske midler eller trykk. En annen ulempe med høy styrke er en sterk reduksjon i muligheten for plastisk deformasjon. Av denne grunn er dupleksråmaterialer faktisk ikke egnet for produksjon av produkter som må ha høy duktilitet.

Selv når plastisiteten, ser det ut til, er på et akseptabelt nivå for arbeid, må du fortsatt gjøre en stor innsats. Av denne grunn er dupleksstål og legeringer for olje- og gassfittings ikke mye brukt.

Den neste ulempen er den store teknologiske kompleksiteten ved å smelte dupleks rustfritt stål. Austenittisk og ferritisk materiale er mye lettere å smelte. Hvis produksjonsteknologien brytes, spesielt under varmebehandlingsprosessen, vil det dannes andre faser i materialet i tillegg til austenitt og ferritt, noe som er helt uønsket. Oftest forekommer sigmafase eller 475-graders sprøhet.

Uønskede faser i råvarer

Sigma-fasen dannes i et slikt produkt ved 1000 grader Celsius og over. Vanligvis oppstår disse temperaturene hvis kjøleprosessen etter sveising eller under produksjon ikke er rask nok. I tillegg vil de mer legeringselementene være inneholdt isammensetning, jo høyere er sannsynligheten for utseendet til en slik fase. Med andre ord er det ekstremt vanskelig å lage super dupleks eller hyper dupleks stål.

Når det gjelder 475-graders sprøhet, vises den i tilfelle dannelsen av en fase k alt alfaslag. Som navnet tilsier er den farligste temperaturen 475 grader Celsius, men problemet kan også dukke opp ved mye lavere verdier, omtrent 300 grader. På grunn av dette er det pålagt en maksimal temperaturbegrensning på bruk av produkter fra denne typen råvarer. Naturligvis, på grunn av dette, er omfanget av stål begrenset enda mer.

Basert på alt ovenfor, kan vi trekke en slik konklusjon. Dupleks stålkvaliteter er en god løsning og erstatning for standardmaterialer, men i et veldig sm alt omfang.

Resultater

Duplekslegering er mye mindre brukt enn andre typer metaller. Imidlertid er det populært i visse områder. Oftest brukes det i det petrokjemiske feltet, bilindustrien og i produksjon av svømmebassenger. Utmerket sveisbarhet, korrosjonsbestandighet og høy slitestyrke gjør dette materialet til et virkelig funn for mange.