Duplex acél: leírás, jellemzők és jellemzők

A Duplex acél ma egyre népszerűbb. Termelés a kohászat területén szinte minden vállalat foglalkozik ilyen típusú rozsdamentes ötvözettel. , Ebben a cikkben többet olvashat arról, hogy mi a duplex acél és milyen előnyei vannak.

Általános információk

A Duplex acél világszerte elismert. Milyen tulajdonságokkal rendelkezik? Először is, ennek az anyagnak a nagy szilárdsága lehetővé teszi bármely termék végső súlyának csökkentését. Másodszor, híres a nagy korrózióállóságáról. Ez különösen akkor észlelhető, ha figyelembe vesszük a korróziós repedésállóságot.

Érdemes megemlíteni, hogy jelenleg a nyersanyagok még nem ismerik meg a gyártókat, ezért néhány évente konferenciákat tartanak, amelyeken a duplex acél minden jellemzőjére vonatkozó műszaki cikkeket veszik figyelembe. Eddig az ilyen típusú termékek iránti meglehetősen nagy érdeklődés ellenére a világpiaci részesedés csak 1-3%.

Származási történelem

Érdemes megjegyezni, hogy a duplex acél létrehozásának ötlete 1920-ban született. De az első anyag csak 1930-ban született Svédországban. Az ilyen típusú nyersanyagok széles körű elterjedése és felhasználása csak az elmúlt évtizedben kezdődött. Ennek fő oka abban rejlik, hogy ezekben az években a gyártási technológia jelentősen javult. Különösen a gyártóknak lehetőségük van a nitrogéntartalom pontosabb szabályozására.

A duplex rozsdamentes acél születésének előnyeinek és okainak megértéséhez meg kell érteni a másik két fő típust.

Az ausztenites ötvözetek, amelyeket az AISI 304 vagy 08x18h10 márka képvisel, valamint a ferrites AISI 430 vagy 12x17 fokozat, meglehetősen egyszerűek. Mint a nevük azt sugallja, hogy főleg ausztenitből vagy ferritből állnak. Meglehetősen széles körű alkalmazásuk ellenére technikai hátrányaik vannak.

A hagyományos acélok hátrányai

Ha ausztenites acélokról beszélünk, akkor a hátrányok közé tartozik az alacsony szilárdsági index, valamint a korróziós repedésekkel szembeni kis ellenállás. Ami a ferrites anyagot illeti, erőssége valamivel magasabb, de még mindig "elmarad" az ideális. Ezenkívül az acél hegeszthetősége jelentősen romlik az anyag vastagságának növekedésével, alacsony hőmérsékleten pedig meglehetősen törékennyé válik.

Az ausztenites ötvözet másik kis hátránya a készítmény nikkeltartalma. Ez a termék magasabb költségéhez vezet, ami természetesen egyetlen végfelhasználó sem örül.

A duplex előnyei

A duplex rozsdamentes acél létrehozásának ötlete a ferrites és ausztenites kiegyenlítésének vágyából származott bázis annak érdekében, hogy új, jobb minőségű anyagot kapjunk. Körülbelül azonos mennyiségű ferrites és ausztenites acél a következő előnyöket eredményezte:

• Nagy szilárdsági index. A 0,2% - os folyáshatár-tartomány 400-450 MPa lesz, ami 150-200 MPa-val több, mint az ausztenites vagy ferrites ötvözetekben megfigyelhető index. Ez oda vezetett, hogy a tény, hogy lehetséges a termék vastagságának csökkentése, miközben nem veszít erőt. A vastagság csökkenése pedig a végső tömeg csökkenését okozta. Ez nagyon fontos az épületszerkezetek, tartályok és nyomástartó edények területén.
• Milyen előnyei vannak a duplex acélnak a szilárdság mellett? A fém hegeszthetősége még nagy vastagság esetén is elég jó.
• Nagy ütésállóság. Sokkal jobb, mint a ferrites ötvözetek. Ez különösen igaz azokban az esetekben, amikor a környezeti levegő a hőmérséklet jelentősen -50-re, néha -80 Celsius-fokra csökken.
• Nagy korrózióállóság repedés. Az ausztenites anyagok nagyon hajlamosak erre a hibára. Ez a paraméter fontos szerepet játszik olyan termelési területeken, mint a sörfőző tartályok, feldolgozó üzemek, úszómedencék keretei.
• A Duplex acélkazánok sokkal megbízhatóbbak, mint az ausztenit kazánok.

Repedés

Jelenleg a közönséges acél olyan hibának van kitéve, mint a korróziós repedés vagy az SCC-stressz korróziós repedés. Ez a fajta korrózió általában bizonyos körülmények között fordul elő. A kórokozó lehet erős húzófeszültség, emelkedett hőmérséklet (50 Celsius fok nulla felett). Ha pedig úszómedencékről beszélünk, akkor az állandó víznek való kitettség miatt ez a fajta korrózió 25 fokon is előfordulhat.

Az ausztenites acélminőségeket meglehetősen erősen befolyásolja ez a hiba. A ferrites ötvözet ebben a tekintetben nagyobb megbízhatósággal rendelkezik, valamint az ASTM és más márkák szerint a duplex rozsdamentes acél a890 3A. A nagy ellenállási együttható lehetővé teszi ennek az anyagnak a használatát vízmelegítők, sörfőző tartályok, sótalanító üzemek gyártásában. Ez azt jelenti, hogy ahol megnövekedett hőmérséklet és folyadékokkal való érintkezés van.

Ez a hiba miatt tilos a medencék keretét a szokásos ausztenites acélokból készíteni. Korábban ötvözetet kellett használni egy nagyon magas nikkeltartalom, ami a termék költségének növekedéséhez vezetett. A mai napig duplex vagy szuper duplex acél használható.

"Szuper" és "hyper" duplex anyag

Érdemes azt mondani, hogy ha nikkelt adunk a ferrites krómacélhoz, akkor vegyes alapszerkezetet kaphatunk. Ez azt jelenti, hogy mind az ausztenitet, mind a ferritet tartalmazza. Amint már világossá vált, ezt a keveréket kezdték duplex anyagnak nevezni. Konzolok "szuper" vagy "hyper" a duplex acél azt jelzi, hogy a nyersanyag nagyobb mennyiségű ötvöző komponenst tartalmaz. Ez még nagyobb korrózióállóságot jelez, mint a hagyományos anyagok.

"Szuper" és "hyper" a duplex acélt meglehetősen aktívan használják a gáztermelő berendezésekben. Ezenkívül a nyersanyagokat az élelmiszeriparban, a vegyiparban, az építőiparban, sőt az orvosi iparban is használják.

Az anyag hegesztése

A termék jó hegeszthetősége ellenére bizonyos szabályokat be kell tartani. A hegesztési munka megkezdése előtt szüksége van figyelni a következőkhöz:

• annak érdekében, hogy a jó minőségű anyag penetráció, a rés a gyökere a dokkoló és a szög vágás az élek kell valamivel nagyobb, mint a hagyományos acél;
• a közös helyet, valamint a helyet körülvevő fémet ajánlott alaposan megtisztítani minden szennyeződéstől;
• ebben az esetben csak korrózióálló fémhuzalból készült kefék használhatók;
• a hegesztő elektródának száraznak kell lennie.

Duplex acél hegesztésekor a következő szabályokat kell betartani:

• Nagyon fontos egy olyan paraméter figyelése, mint a hőbevitel. Nem lehet túl alacsony, vagy fordítva, túl magas. A hagyományos duplex acél esetében a hegesztés során 0,5-2,5 kJ/mm tartományt kell betartani. Ezenkívül az áthaladási hőmérséklet nem haladhatja meg a 200 Celsius fokot.
• A skála nem jelenhet meg a hegesztés hátoldalán. Nagyon fontos kiválasztani a megfelelő gázt, amely megvédi a varrás gyökerét. Leggyakrabban gázok, például nagy tisztaságú argon, hidrogén vagy nitrogén keverékét használják védelmi célokra.
• A hegesztést csak magasan képzett szakember végezheti. Ez annak köszönhető, hogy az égési helyeken a fém nagymértékben növeli a korrózióra való hajlamot, és nagy a valószínűsége a repedéseknek.
• Hegesztési műveletek során ne végezzen széles keresztirányú rezgéseket az elektródon. Ez túl sok hőbevitelhez vezethet, ami ellentmond a szabályoknak.

Munka hegesztés után

Vannak bizonyos ajánlások, amelyeket hegesztés után is be kell tartani.

• A lerakódott fém magas korrózióvédelmének biztosítása érdekében alaposan meg kell tisztítani. Szükséges az oxidfilm teljes eltávolítása és az összes salakmaradék eltávolítása.
• A tisztítási munkákat csak manuálisan, csak korrózióálló tulajdonságokkal rendelkező drótkefével végzik. Mechanikus eszközök használata esetén ez mikro-könnyek megjelenéséhez vezethet a varrás területén, ami csökkenti annak erejét.
• Leggyakrabban a hegesztés után a varrás hőkezelése már nem szükséges.

A nyersanyagok hátrányai

Az anyag elterjedése és látszólag nyilvánvaló és jelentős előnyei ellenére még mindig nem kapott egyetemes elismerést, és valószínűleg soha nem fog vezető szerepet betölteni a piacon. Ez számos hátránynak köszönhető, amelyekről érdemes tudni. Ezek miatt egy ilyen ötvözet mindig lesz "niche".

Azonnal el kell kezdeni az anyag nagy szilárdságával. Jelentős előnynek tűnik, de hatalmas hátrányt jelent, ha szükségessé válik a fém mechanikai eszközökkel vagy nyomással történő feldolgozása. A nagy szilárdság másik hátránya a plasztikus deformáció lehetőségének erőteljes csökkenése. Emiatt a duplex nyersanyagok valójában nem alkalmasak olyan termékek előállítására, amelyeknek magas plaszticitással kell rendelkezniük.

Még azokban az esetekben is, amikor úgy tűnik, hogy a plaszticitás elfogadható szinten a munka, még mindig van, hogy egy csomó erőfeszítést. Ezért az olaj-és gázszerelvények duplex acéljait és ötvözeteit nem használják túl gyakran.

A következő hátrány a duplex rozsdamentes acél olvasztás nagy technológiai összetettsége. Az ausztenites és ferrites anyagok sokkal könnyebben olvadnak. Ha megsértették a gyártási technológiát, , különösen a hőkezelés során az ausztenit és a ferrit mellett más fázisok is kialakulnak az anyagban, ami egyáltalán nem kívánatos. Leggyakrabban szigma fázis vagy 475 fokos törékenység.

Nemkívánatos fázisok a nyersanyagokban

A sigma fázis egy ilyen termékben 1000 Celsius fokon vagy annál magasabb. Az ilyen hőmérsékletek általában akkor fordulnak elő, ha a hegesztés utáni hűtési folyamat vagy a gyártási folyamat során nem elég gyors. Ezenkívül minél több ötvözőelem van a készítményben, annál nagyobb az ilyen fázis valószínűsége. Más szavakkal, rendkívül nehéz szuper-duplex vagy hiper-duplex acél létrehozása.

Ami a 475 fokos törékenységet illeti, az alfa-stroke nevű fázis kialakulása esetén jelenik meg. Ahogy a neve is sugallja, a legveszélyesebb hőmérséklet 475 Celsius fok, de a probléma sokkal alacsonyabb, körülbelül 300 fokos sebességgel is megjelenhet. Emiatt az ilyen típusú nyersanyagokból származó termékek felhasználására maximális hőmérsékleti határértéket szabnak ki. Természetesen ennek következtében az acél alkalmazási köre még szűkebb.

A fentiek alapján a következő következtetést vonhatjuk le. A Duplex acélminőségek jó megoldást jelentenek a szabványos anyagok helyettesítésére, de nagyon szűk területen.

Eredmények

A Duplex ötvözet sokkal kevésbé elterjedt, mint más típusú fémek. Ennek ellenére bizonyos területeken népszerű. Leggyakrabban a petrolkémiai területen, az autóiparban és az uszodák gyártásában használják. Kiváló hegeszthetőség, korrózióállóság és nagy kopásállóság teszi ezt az anyagot egy igazi áldás sok.