Дуплексная нержавеющая сталь - это семейство нержавеющих сталей. Они называются дуплексными (или аустенитно-ферритными) марками, поскольку их металлургическая структура состоит из двух фаз: аустенит (гранецентрированная кубическая решетка) и феррит (объемно-центрированная кубическая решетка) примерно равные пропорции. Они разработаны для обеспечения лучшей коррозионной стойкости, в частности, коррозии под напряжением хлорида и коррозии точечной коррозии, а также более высокой прочности, чем стандартные аустенитные нержавеющие стали, такие как Тип 304 или 316. Основное отличие в составе по сравнению с аустенитной нержавеющей сталью состоит в том, что дуплекс стали имеют более высокое содержание хрома - 20–28%; молибден высший, до 5%; низкое содержание никеля до 9% и азота 0,05–0,50%. Как низкое содержание никеля, так и высокая прочность (позволяющая использовать более тонкие секции) дают значительную экономическую выгоду. Поэтому они широко используются в морской нефтегазовой отрасли для трубопроводных систем, коллекторов, стояков и т. Д., А также в нефтехимической промышленности в виде трубопроводов и сосудов под давлением. Помимо улучшенной коррозионной стойкости по сравнению с нержавеющими сталями серии 300, дуплексные стали также обладают более высокой прочностью. Например, нержавеющая сталь типа 304 имеет предел прочности 0,2% в районе 280 Н / мм, дуплексная нержавеющая сталь с 22% хрома - минимум 0,2% прочности около 450 Н / мм, а супердуплекс - минимум 550 Н / мм.
Дуплексные нержавеющие стали обычно делятся на три группы в зависимости от их устойчивости к питтинговой коррозии, характеризующейся числом эквивалентности сопротивления питтингу, PREN =% Cr + 3,3 % Mo + 16% N.
Химический состав марок по стандарту EN 10088-1 (2014) приведен в таблице ниже:
Обозначение стали | Число | C, макс. | Si | Mn | P, макс. | S, макс. | N | Cr | Cu | Mo | Ni | Другое |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
X2CrNiN22-2 | 1,4062 | 0,03 | ≤1,00 | ≤2,00 | 0,04 | 0,010 | 0,16–0,28 | 21,5–24,0 | - | ≤0,45 | от 1,00 до 2,90 | - |
X2CrCuNiN23-2-2 | 1,4669 | 0,045 | ≤1,00 | От 1,00 до 3,00 | 0,04 | 0,030 | от 0,12 до 0,20 | от 21,5 до 24,0 | от 1,60 до 3,00 | ≤0,50 | от 1,00 до 3,00 | - |
X2CrNiMoSi18-5-3 | 1,4424 | 0,03 | от 1,40 до 2,00 | от 1,20 до 2,00 | 0,035 | 0,015 | от 0,05 до 0,10 | от 18,0 до 19,0 | - | от 2,5 до 3,0 | от 4,5 до 5,2 | - |
X2CrNiN23-4 | 1,4362 | 0,03 | ≤1,00 | ≤2,00 | 0,035 | 0,015 | от 0,05 до 0,20 | от 22,0 до 24,5 | от 0,10 до 0,60 | от 0,10 до 0,60 | от 3,5 до 5,5 | - |
X2CrMnNiN21-5- 1 | 1,4162 | 0,04 | ≤1,00 | от 4,0 до 6,0 | 0,040 | 0,015 | от 0,20 до 0,25 | от 21,0 до 22,0 | От 0,10 до 0,80 | от 0,10 до 0,80 | от 1,35 до 1,90 | - |
X2CrMnNiMoN21-5-3 | 1,4482 | 0,03 | ≤ 1,00 | от 4,0 до 6,0 | 0,035 | 0,030 | от 0,05 до 0,20 | от 19,5 до 21,5 | ≤1,00 | от 0,10 до 0,60 | от 1,50 до 3,50 | - |
X2CrNiMoN22-5-3 | 1,4462 | 0,03 | ≤1,00 | ≤2,00 | 0,035 | 0,015 | от 0,10 до 0,22 | от 21,0 до 23,0 | - | от 2,50 до 3,50 | От 4,5 до 6,5 | - |
X2CrNiMnMoCuN24-4-3-2 | 1,4662 | 0,03 | ≤0,70 | от 2,5 до 4,0 | 0,035 | 0,005 | от 0,20 до 0,30 | от 23,0 до 25,0 | от 0,10 до 0,80 | от 1,00 до 2,00 | От 3,0 до 4,5 | |
X2CrNiMoCuN25-6-3 | 1,4507 | 0,03 | ≤0,70 | ≤2,00 | 0,035 | 0,015 | от 0,20 до 0,30 | от 24,0 до 26,0 | от 1,00 до 2,50 | от 3,0 до 4,0 | от 6,0 до 8,0 | - |
X3CrNiMoN27-5-2 | 1.4460 | 0,05 | ≤1,00 | ≤2,00 | 0,035 | 0,015 | 0,05–0,2 0 | от 25,0 до 28,0 | - | от 1,30 до 2,00 | от 4,5 до 6,5 | - |
X2CrNiMoN25-7-4 | 1,4410 | 0,03 | ≤1,00 | ≤2,00 | 0,035 | 0,015 | от 0,24 до 0,35 | от 24,0 до 26,0 | - | от 3,0 до 4,5 | от 6,0 до 8,0 | - |
X2CrNiMoCuWN25-7-4 | 1,4501 | 0,03 | ≤1,00 | ≤1,00 | 0,035 | 0,015 | от 0,20 до 0,30 | от 24,0 до 26,0 | от 0,50 до 1,00 | от 3,0 до 4,0 | от 6,0 до 8,0 | W от 0,50 до 1,00 |
X2CrNiMoN29-7-2 | 1,4477 | 0,03 | ≤0,50 | от 0,80 до 1,50 | 0,030 | 0,015 | от 0,30 до 0,40 | от 28,0 до 30,0 | ≤0,80 | 1,50 до 2,60 | 5,8 до 7,5 | - |
X2CrNiMoCoN28-8-5-1 | 1,4658 | 0,03 | ≤0,50 | ≤1,50 | 0,035 | 0,010 | от 0,30 до 0,50 | от 26,0 до 29,0 | ≤1,00 | От 4,0 до 5,0 | от 5,5 до 9,5 | Co от 0,50 до 2,00 |
X2CrNiCuN23-4 | 1,4655 | 0,03 | ≤1,00 | ≤2,00 | 0,035 | 0,015 | от 0,05 до 0,20 | от 22,0 до 24,0 | от 1,00 до 3,00 | от 0,10 до 0,60 | от 3,5 до 5.5 | - |
Механические свойства в соответствии с европейским стандартом EN 10088-3 (2014) (для изделий толщиной менее 160 мм):
0,2% текучести, мин. (МПа) | Предел прочности при растяжении (МПа) | Относительное удлинение, мин. (%) | ||
---|---|---|---|---|
X2CrNiN23-4 | 1.4362 | 400 | от 600 до 830 | 25 |
X2CrNiMoN22-5-3 | 1.4462 | 450 | от 650 до 880 | 25 |
X3CrNiMoN27-5-2 | 1.4460 | 450 | от 620 до 680 | 20 |
X2CrNiN22-2 | 1.4062 | 380 | от 650 до 900 | 30 |
X2CrCuNiN23-2-2 | 1.4669 | 400 | от 650 до 900 | 25 |
X2CrNiMoSi18-5-3 | 1.4424 | 400 | от 680 до 900 | 25 |
X2CrMnNiN21-5-1 | 1.4162 | 400 | от 650 до 900 | 25 |
X2CrMnNiMoN21-5-3 | 1.4482 | 400 | от 650 до 900 | 25 |
X2CrNiMnMoCuN24-4-3-2 | 1.4662 | 450 | от 650 до 900 | 25 |
X2CrNiMoCuN25-6- 3 | 1.4507 | 500 | от 700 до 900 | 25 |
X2CrNiMoN25-7-4 | 1.4410 | 530 | от 730 до 930 | 25 |
X2CrNiMoCuWN25-7-4 | 1.4501 | 530 | от 730 до 930 | 25 |
X2CrNiMoN29-7-2 | 1.4477 | 550 | от 750 до 1000 | 25 |
X2CrNiMoCoN28-8-5-1 * | 1.4658 | 650 | от 800 до 1000 | 25 |
* для толщины ≤ 5 мм
Минимальные значения предела текучести примерно в два раза выше, чем у аустенитных нержавеющих сталей.
Таким образом, дуплексные стали привлекательны при механических свойствах при комнатной температуре. температура важна, потому что они позволяют более тонкие секции.
UNS № Марка | EN № | Диапазон температур горячей штамповки | Минимум температура выдержки |
---|---|---|---|
S32304 | 1.4362 | 1150–950 ° C | 980 ° C |
S32205 | 1.4462 | 1230–950 ° C | 1040 ° C |
S32750 | 1.4410 | 1235–1025 ° C | 1050 ° C |
S32520 | 1.4507 | 1230–1000 ° C | 1080 ° C |
S32760 | 1.4501 | 1230–1000 ° C | 1100 ° C |
Дуплексные марки нержавеющей стали необходимо охладить как можно быстрее до комнатной температуры после горячей штамповки, чтобы избежать выделения интерметаллических фаз (в частности, сигма-фазы), которые резко снижают ударопрочность при комнатной температуре, поскольку а также коррозионная стойкость.
Легирующие элементы Cr, Mo, W, Si повышают стабильность и образование интерметаллических фаз. Поэтому супердуплексные сорта имеют более высокий диапазон температур горячей обработки и требуют более высоких скоростей охлаждения, чем бедные дуплексные сорта.
Дуплексные нержавеющие стали обычно выбирают из-за их высоких механических свойств и хорошей или очень высокой коррозионной стойкости (особенно к коррозионному растрескиванию под напряжением).