Duplexní oceli a jejich typy

Popis

Duplexní ocel

Je důležité si uvědomit, že tato ocel se nazývá dvoufázová, protože má austenitickou a feritickou fázi.

Duplexní nerezová ocel je docela populární. V poslední době si získala ještě větší popularitu. Jeho výrobou se zabývá mnoho výrobců. Tomu předcházejí určité důvody:

• zvýšený stupeň pevnosti, který umožňuje snížit hmotnost vyráběných výrobků;
• odolnost vůči korozním procesům, zejména praskání.

Duplexní konference se konají přibližně každé dva nebo tři roky. Představují zajímavé články s hlubokým technickým obsahem. Dnes je duplexní ocel aktivně propagována na trhu zboží a služeb. Na trhu se pravidelně objevují nové značky uvádějící tento produkt na trh.

I přes vysoký podíl optimismu je podle statistik tento produkt asi jedním až třemi procenty trhu.

Obecná informace

Myšlenka na vytvoření produktu se poprvé objevila na začátku minulého století. První tavení proběhlo ve 30. letech. V posledních letech je patrné znatelné zvýšení podílu využití materiálu. Důvodem je zdokonalení výrobních procesů. Dříve byl obsah dusíku ve výrobě regulován.

Austenitická (AISI 304), feritická (AISI 430) nerezová ocel se vyrábějí snadno. Snadná manipulace. Skládají se z jedné fáze — austenitu nebo feritu. Jsou široce používány v různých oblastech. Každý typ má své vlastní technické nevýhody:

1. Austenitický. Vyznačují se charakteristikami nízké pevnosti. Přibližná mez kluzu je 0,2% bezprostředně po austenitizaci 200 MPa. Výrobek má nízkou odolnost proti koroznímu praskání napětím.
2. Feritické. Charakteristické jsou následující nevýhody: minimální pevnost, která je o něco vyšší než u předchozího typu. Přibližný výtěžek — 0,2% je 250 MPa. Výrobek se při velkých tloušťkách nesvaří dobře. Při poklesu teploty se liší křehko.

Vzhledem k vysokému obsahu niklu ve složení je austenitická nerezová ocel drahá. Díky tomu je produkt méně žádaný.

Myšlenkou vytvoření uvažovaného produktu je zvolit vhodné chemické složení, které vytvoří podobný objem feritu, austenitu. Fázové složení dává takové pozitivní vlastnosti:

1. Pevnostní vlastnosti. Přibližný výtěžek je 0,2%. Výrobci nabízejí produkt po austenitizaci — 400 — 450 MPa. Tím se minimalizuje průřez prvků. Hmotnost produktu se sníží. Dává smysl v oblastech, jako jsou:

• tlakové nádoby, ocelové nádrže;
• mosty.

2. Schopnost svařovat velké tloušťky.
3. Vysoký stupeň rázové pevnosti. Vyšší než feritická nerezová ocel. Je to zvláště dobře vidět při nízkých teplotách: — 50 stupňů Celsia. Vydrží až — 80 stupňů Celsia.
4. Odolnost proti koroznímu praskání napětím. Austenitická nerezová ocel je na tento jev náchylná. Moderní materiály umožňují odolat procesu. Při výrobě těchto struktur je důležitá výhoda:

• nádrže určené k ohřevu teplé vody;
• varné nádrže;
• koncentrační rostliny;
• bazénové rámy.

Jak je dosaženo rovnováhy duplexních nerezových ocelí?

Můžete pochopit, jak je takový produkt získán, porovnáním složení dvou typů: austenitický — AISI 304 a feritický — AISI 430 nerez.

Hlavní součásti materiálů lze rozdělit na feritování, austenitizaci. Každý z nich pomáhá vytvořit určitou strukturu.

Feritujícími prvky jsou Cr (chrom), Si (křemík), Mo (molybden), W (wolfram), Ti (titan), Nb (niob).

Austenitizační složky: C (uhlík), Ni (nikl), Mn (mangan), N (dusík), Cu (měď).

Značka AISI 430 má feritizační prvky. Jeho struktura je feritická. Jakost AISI 304 se vyznačuje austenitickou strukturou díky přítomnosti niklu v kompozici v množství 8 procent. K získání duplexu s přítomností každé fáze asi padesáti procent je zapotřebí vyvážení austenitizačních a feritizačních složek. To je hlavní důvod, proč je koncentrace niklu v takové nerezové oceli mnohem nižší než v austenitické.

Některé značky, které se nedávno objevily na moderním trhu, používají sloučeninu manganu, dusíku, aby významně minimalizovaly přítomnost niklu. To má příznivý vliv na tvorbu výrobních nákladů.

Dodnes získává technologie na výrobu takové nerezové oceli na síle. Každý výrobce nabízí svou vlastní značku. Existuje mnoho značek, které se zabývají výrobou a prodejem duplexních ocelí. O něco později bude možné vidět, jak přední výrobci vstupují na trh.

Duplexní odolnost proti korozi

Vzhledem k široké škále materiálů se při identifikaci odolnosti proti korozi spojují s austenitickými, feritickými jakostmi. Odolnost proti korozi není stejné měřítko. Ekvivalent Pitting Resistance Equivalent (PREN) lze použít ke klasifikaci výrobců.

Při výběru typu oceli je třeba věnovat pozornost tomu, jak je vhodná pro provoz v konkrétním korozním prostředí.

Stresové korozní praskání

SCC je typ koroze, který se objevuje při vystavení celé řadě vnějších faktorů:

• korozivní prostředí;
• tahové napětí;
• vysoké teplotní podmínky, až +50 stupňů Celsia.

Duplexní oceli, jako jsou austenitické oceli, jako jsou AISI 304 a AISI 316, jsou citlivé na korozní praskání napětím. Následující materiály jsou odolnější proti praskání:

• feritický;
• duplexní oceli;
• austenitické oceli charakterizované vysokou koncentrací niklu ve složení.

Odolnost proti koroznímu praskání napětím umožňuje použití duplexu v mnoha typech procesů prováděných za vysokých teplot:

• používá se k výrobě konstrukcí pro ohřev vody;
• používá se k výrobě nádrží na vaření piva;
• používané k výrobě odsolovacího zařízení.

Ocelové rámové konstrukce bazénu jsou také známé svou tendencí k praskání korozním pnutím. Použití jednoduchých austenitických nerezových ocelí pro svařování je přísně zakázáno. Pro tento postup jsou vhodné austenitické oceli známé svým vysokým obsahem niklu. Super duplexní ocel je vynikající alternativou k tomuto materiálu.

Důvody pomalé všudypřítomnosti duplexních ocelí

Vysoká pevnost, široká škála hodnot odolnosti proti korozním jevům, průměrný stupeň svařitelnosti — to vše by mělo zvýšit úroveň výroby tohoto materiálu. Musíte však pochopit, že takové oceli mají určité nevýhody. Zabraňují duplexní oceli plně pokrýt trh s těmito výrobky.

Zvýšený stupeň pevnosti je považován za jednu z nevýhod, pokud jde o vyrobitelnost zpracování surovin tlakem. To naznačuje nižší deformační schopnost než austenitické oceli. Z tohoto důvodu je materiál nevhodný pro výrobu produktů, které vyžadují vysoký stupeň plasticity. Když je schopnost tohoto typu deformace na přijatelné úrovni, je nutná dostatečná síla, aby surovina měla vhodný tvar, například při ohýbání trubek. Existuje jedna výjimka z pravidla týkajícího se neuspokojivé obrobitelnosti řezání: LDX 2101 od Outokumpu.

Proces tavení duplexních ocelí je poměrně komplikovaný a pracný. Pokud dojde k porušení výrobní technologie, může se objevit více nežádoucích fází.

Tvorba fáze sigma je zaznamenána, když je deficit v rychlosti ochlazování během výroby a svařování. Pokud v oceli převládá velké množství legujících prvků, zvyšuje se pravděpodobnost vzniku této fáze. V tomto případě jsou nejzranitelnější super duplexní oceli.

Typicky je křehkost 475 stupňů zaznamenána během tvorby fáze zvané α '(alfa lišta). Tento teplotní režim je nebezpečný. Je třeba poznamenat, že křehkost se může objevit i při teplotách 300 stupňů Celsia. To provokuje vznik určitých omezení maximální teploty pro použití této suroviny. Toto omezení často dále zužuje rozsah možných použití.

Je důležité si uvědomit, že i při minimálním přípustném teplotním režimu pro použití takového materiálu existují určitá omezení. Duplexní oceli mají při zkoušce odolnosti proti nárazu křehký přechod. Přípustný teplotní režim pro testování produktů, které se používají k výrobě konstrukcí pro těžbu ropy a zemního plynu na moři, je 46 stupňů Celsia.

Přehled hlavních vlastností duplexu

Jsou to následující:

1. Pevnost materiálu je několikrát větší než u jiných typů.
2. Má působivý rozsah hodnot odolnosti proti korozi. Díky tomu je možné zvolit správnou značku v závislosti na účelu.
3. Vysoká rázová houževnatost je až -80 stupňů Celsia. To významně omezuje rozsah použití v kryogenním prostředí.
4. Vysoký stupeň odolnosti proti koroznímu praskání napětím.
5. Vynikající svařitelnost velkých profilů.
6. Vzhled některých obtíží při obrábění, lisování.
7. Maximální aplikační teplota dotyčného materiálu je omezena na 300 stupňů Celsia.

Cena tohoto materiálu je přijatelná, takže jej lze u nás koupit za dobrou cenu. Má mnoho výhod. Například náklady na dvoufázové suroviny jsou výrazně nižší než cena jiných nerezových kovů. Pevnostní charakteristiky jsou výrazně vyšší než u produktu třídy AISI 300. To umožňuje použít mnohem méně surovin pro stejný typ zařízení.

Duplexní ocel se aktivně používá v automobilovém průmyslu. Mnoho firem používá tento materiál. To vám umožní vytvořit model přepravy, který splňuje základní požadavky na ochranu, aniž by došlo ke zvýšení hmotnosti produktu. S využitím moderních technologií a materiálů se zpravidla váha automobilu zvyšuje přibližně o třetinu. Proto stojí za to výrazně snížit hmotnost vozidla pomocí dvoufázových ocelí. Zároveň se řeší problém se zabezpečením. Duplex umožňuje výrobu vozidel, která splňují všechny základní bezpečnostní standardy. Zároveň nedochází k žádnému zvýšení ceny konečného produktu v důsledku použití tohoto druhu suroviny.