Дуплексная нержавеющая сталь

редактировать
Слиток дуплексной нержавеющей стали 2507

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.

Содержание

  • 1 Марки дуплексных нержавеющих сталей
  • 2 Химический состав
  • 3 Механические свойства
  • 4 Термическая обработка
  • 5 Применения дуплексных нержавеющих сталей
  • 6 Ссылки

Марки дуплексные нержавеющие стали

Микроструктуры четырех видов дуплексных нержавеющих сталей в каждом направлении

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.

Стандартный дуплекс (диапазон PREN: 28–38)
Обычно класс EN 1.4462 (также называется 2205). Это типично для среднего класса свойств и, пожалуй, наиболее часто используемое сегодня
Супер-дуплекс (диапазон PREN: 38-45)
Обычно класс EN 1.4410 до так называемого гипер дуплексные марки (PREN:>45), разработанные позже для удовлетворения специфических требований нефтегазовой, а также химической промышленности. Они обладают превосходной коррозионной стойкостью и прочностью, но их труднее обрабатывать, поскольку более высокое содержание Cr, Ni, Mo, N и даже W способствует образованию интерметаллических фаз, которые резко снижают ударную вязкость стали. Неправильная обработка приведет к снижению производительности, и пользователям рекомендуется обращаться к надежным поставщикам / переработчикам. Области применения включают глубоководную морскую добычу нефти.
Дуплексные сорта обедненного дуплекса (диапазон PREN: 22–27)
Как правило, класс EN 1.4362 был разработан совсем недавно для менее требовательных приложений, особенно в строительстве и строительная промышленность. Их коррозионная стойкость ближе к таковой для стандартной аустенитной марки EN 1.4401 (с добавлением устойчивости к коррозионному растрескиванию под напряжением), а их механические свойства выше. Это может быть большим преимуществом, когда важна сила. Это относится к мостам, сосудам высокого давления или стяжным стержням.

Химический состав

Химический состав марок по стандарту EN 10088-1 (2014) приведен в таблице ниже:

Весовой состав (%)
Обозначение сталиЧислоC, макс.SiMnP, макс.S, макс.NCrCuMoNiДругое
X2CrNiN22-21,40620,03≤1,00≤2,000,040,0100,16–0,2821,5–24,0-≤0,45от 1,00 до 2,90-
X2CrCuNiN23-2-21,46690,045≤1,00От 1,00 до 3,000,040,030от 0,12 до 0,20от 21,5 до 24,0от 1,60 до 3,00≤0,50от 1,00 до 3,00-
X2CrNiMoSi18-5-31,44240,03от 1,40 до 2,00от 1,20 до 2,000,0350,015от 0,05 до 0,10от 18,0 до 19,0-от 2,5 до 3,0от 4,5 до 5,2-
X2CrNiN23-41,43620,03≤1,00≤2,000,0350,015от 0,05 до 0,20от 22,0 до 24,5от 0,10 до 0,60от 0,10 до 0,60от 3,5 до 5,5-
X2CrMnNiN21-5- 11,41620,04≤1,00от 4,0 до 6,00,0400,015от 0,20 до 0,25от 21,0 до 22,0От 0,10 до 0,80от 0,10 до 0,80от 1,35 до 1,90-
X2CrMnNiMoN21-5-31,44820,03≤ 1,00от 4,0 до 6,00,0350,030от 0,05 до 0,20от 19,5 до 21,5≤1,00от 0,10 до 0,60от 1,50 до 3,50-
X2CrNiMoN22-5-31,44620,03≤1,00≤2,000,0350,015от 0,10 до 0,22от 21,0 до 23,0-от 2,50 до 3,50От 4,5 до 6,5-
X2CrNiMnMoCuN24-4-3-21,46620,03≤0,70от 2,5 до 4,00,0350,005от 0,20 до 0,30от 23,0 до 25,0от 0,10 до 0,80от 1,00 до 2,00От 3,0 до 4,5
X2CrNiMoCuN25-6-31,45070,03≤0,70≤2,000,0350,015от 0,20 до 0,30от 24,0 до 26,0от 1,00 до 2,50от 3,0 до 4,0от 6,0 до 8,0-
X3CrNiMoN27-5-21.44600,05≤1,00≤2,000,0350,0150,05–0,2 0от 25,0 до 28,0-от 1,30 до 2,00от 4,5 до 6,5-
X2CrNiMoN25-7-41,44100,03≤1,00≤2,000,0350,015от 0,24 до 0,35от 24,0 до 26,0-от 3,0 до 4,5от 6,0 до 8,0-
X2CrNiMoCuWN25-7-41,45010,03≤1,00≤1,000,0350,015от 0,20 до 0,30от 24,0 до 26,0от 0,50 до 1,00от 3,0 до 4,0от 6,0 до 8,0W от 0,50 до 1,00
X2CrNiMoN29-7-21,44770,03≤0,50от 0,80 до 1,500,0300,015от 0,30 до 0,40от 28,0 до 30,0≤0,801,50 до 2,605,8 до 7,5-
X2CrNiMoCoN28-8-5-11,46580,03≤0,50≤1,500,0350,010от 0,30 до 0,50от 26,0 до 29,0≤1,00От 4,0 до 5,0от 5,5 до 9,5Co от 0,50 до 2,00
X2CrNiCuN23-41,46550,03≤1,00≤2,000,0350,015от 0,05 до 0,20от 22,0 до 24,0от 1,00 до 3,00от 0,10 до 0,60от 3,5 до 5.5-

Механические свойства

Механические свойства в соответствии с европейским стандартом EN 10088-3 (2014) (для изделий толщиной менее 160 мм):

Механические свойства при комнатной температуре отожженных в растворе аустенитно-ферритных нержавеющих сталей
0,2% текучести, мин. (МПа)Предел прочности при растяжении (МПа)Относительное удлинение, мин. (%)
X2CrNiN23-41.4362400от 600 до 83025
X2CrNiMoN22-5-31.4462450от 650 до 88025
X3CrNiMoN27-5-21.4460450от 620 до 68020
X2CrNiN22-21.4062380от 650 до 90030
X2CrCuNiN23-2-21.4669400от 650 до 90025
X2CrNiMoSi18-5-31.4424400от 680 до 90025
X2CrMnNiN21-5-11.4162400от 650 до 90025
X2CrMnNiMoN21-5-31.4482400от 650 до 90025
X2CrNiMnMoCuN24-4-3-21.4662450от 650 до 90025
X2CrNiMoCuN25-6- 31.4507500от 700 до 90025
X2CrNiMoN25-7-41.4410530от 730 до 93025
X2CrNiMoCuWN25-7-41.4501530от 730 до 93025
X2CrNiMoN29-7-21.4477550от 750 до 100025
X2CrNiMoCoN28-8-5-1 *1.4658650от 800 до 100025

* 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.

Термическая обработка

Рекомендуемые температуры горячей штамповки и отжига / выдержки
UNS № МаркаEN №Диапазон температур горячей штамповкиМинимум температура выдержки
S323041.43621150–950 ° C980 ° C
S322051.44621230–950 ° C1040 ° C
S327501.44101235–1025 ° C1050 ° C
S325201.45071230–1000 ° C1080 ° C
S327601.45011230–1000 ° C1100 ° 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.

Области применения дуплексных нержавеющих сталей

Дуплексные нержавеющие стали обычно выбирают из-за их высоких механических свойств и хорошей или очень высокой коррозионной стойкости (особенно к коррозионному растрескиванию под напряжением).

  • нефть и газ :
    • широкий спектр оборудования: напорные трубопроводы, коллекторы, стояки, насосы, клапаны....
  • Химическая промышленность:
    • сосуды высокого давления, теплообменники, конденсаторы, дистилляционные колонны, мешалки, морские химовозы и т. Д...
  • Вода:
    • опреснительные установки, большие резервуары для хранения воды, очистка сточных вод
  • возобновляемые источники энергии: биогазовые резервуары
  • Мобильность: трамваи и автобусные рамы, автоцистерны, железо вагоны для руды
  • Техника: насосы, клапаны, арматура, пружины и т.д...

Список литературы

Последняя правка сделана 2021-05-18 06:34:05
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте