Prehľad duplexnej nehrdzavejúcej ocele
Super duplex nehrdzavejúca oceľ sa od štandardných duplexných tried odlišuje svojimi výrazne zlepšenými vlastnosťami odolnosti voči korózii. Ide o vysoko legovaný materiál so zvýšenými koncentráciami antikoróznych prvkov, ako je chróm (Cr) a molybdén (Mo). Primárna super duplexná nehrdzavejúca oceľ, S32750, obsahuje až 28,0 % chrómu, 3,5 % molybdénu a 8,0 % niklu (Ni). Tieto komponenty dodávajú výnimočnú odolnosť voči korozívnym činidlám vrátane kyselín, chloridov a žieravín.
Vo všeobecnosti super duplexné nehrdzavejúce ocele stavajú na zavedených výhodách duplexných tried so zvýšenou chemickou stabilitou. Vďaka tomu je ideálnym typom na výrobu kritických komponentov v petrochemickom sektore, ako sú výmenníky tepla, kotly a zariadenia tlakových nádob.
Mechanické vlastnosti duplexnej nehrdzavejúcej ocele
známky | ASTM A789 Trieda S32520 Tepelne spracované | ASTM A790 Trieda S31803 Tepelne spracované | ASTM A790 Trieda S32304 Tepelne spracované | ASTM A815 Trieda S32550 Tepelne spracované | ASTM A815 Trieda S32205 Tepelne spracované |
Modul pružnosti | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
Predĺženie | 25 % | 25 % | 25 % | 15 % | 20 % |
Pevnosť v ťahu | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
Tvrdosť podľa Brinella | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Medza klzu | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
Koeficient tepelnej rozťažnosti | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
Špecifická tepelná kapacita | 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) |
Tepelná vodivosť | 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) |
Klasifikácia duplexnej nehrdzavejúcej ocele
l Prvý typ je nízkolegovaný typ s reprezentatívnym typom UNS S32304 (23Cr-4Ni-0,1N). Oceľ neobsahuje molybdén a hodnota PREN je 24-25. Môže sa použiť namiesto AISI304 alebo 316 v odolnosti proti korózii pod napätím.
l Druhý typ patrí k stredne legovanému typu, reprezentatívna značka je UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0,15N), hodnota PREN je 32-33 a jej odolnosť proti korózii je medzi AISI 316L a 6% austenitickej Mo+N nehrdzavejúca oceľ.
l Tretí typ je vysokolegovaný, ktorý vo všeobecnosti obsahuje 25% Cr, molybdén a dusík a niektoré obsahujú aj meď a volfrám. Štandardná trieda UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0,2N), hodnota PREN je 38-39 a korózna odolnosť tohto typu ocele je vyššia ako u 22% Cr duplexnej nehrdzavejúcej ocele.
l Štvrtým typom je super duplexná nehrdzavejúca oceľ, ktorá obsahuje vysoký obsah molybdénu a dusíka. Štandardná trieda je UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N) a niektoré obsahujú aj volfrám a meď. Hodnota PREN je väčšia ako 40, čo môže byť aplikované na drsné stredné podmienky. Má dobrú odolnosť proti korózii a komplexné mechanické vlastnosti, ktoré sú porovnateľné so superaustenitickou nehrdzavejúcou oceľou.
Výhody duplexnej nehrdzavejúcej ocele
Ako je uvedené vyššie, Duplex má zvyčajne lepší výkon ako jednotlivé typy ocele nachádzajúce sa v jej mikroštruktúre. Lepšie povedané, kombinácia pozitívnych vlastností pochádzajúcich z austenitových a feritových prvkov poskytuje lepšie celkové riešenie pre veľké množstvo rôznych výrobných situácií.
l Antikorózne vlastnosti – Vplyv molybdénu, chrómu a dusíka na koróznu odolnosť duplexných zliatin je obrovský. Niekoľko duplexných zliatin sa môže vyrovnať a prekonať antikorózny výkon populárnych austenitických tried vrátane 304 a 316. Sú obzvlášť účinné proti štrbinovej a bodovej korózii.
l Korózne praskanie pod napätím – SSC vzniká ako dôsledok viacerých atmosférických faktorov – najvýraznejšie sú teplota a vlhkosť. Napätie v ťahu len pridáva k problému. Normálne austenitické druhy sú vysoko náchylné na praskanie koróziou pod napätím – duplexná nehrdzavejúca oceľ nie.
l Húževnatosť – Duplex je tvrdšia ako feritické ocele – dokonca aj pri nižších teplotách, pričom v tomto ohľade v skutočnosti nezodpovedá výkonu austenitických ocelí.
l Pevnosť – Duplexné zliatiny môžu byť až 2-krát pevnejšie ako austenitické aj feritické štruktúry. Vyššia pevnosť znamená, že kov zostáva pevný aj pri zníženej hrúbke, čo je obzvlášť dôležité pre zníženie úrovne hmotnosti.