Overzicht van duplex roestvrij staal
Superduplex roestvrij staal onderscheidt zich van standaard duplexkwaliteiten door zijn aanzienlijk verbeterde corrosiebestendige eigenschappen. Het is een hooggelegeerd materiaal met verhoogde concentraties corrosiewerende elementen zoals chroom (Cr) en molybdeen (Mo). De primaire superduplex roestvrij staalsoort, S32750, bevat maar liefst 28,0% chroom, 3,5% molybdeen en 8,0% nikkel (Ni). Deze componenten zorgen voor een uitzonderlijke weerstand tegen corrosieve stoffen, waaronder zuren, chloriden en bijtende oplossingen.
Over het algemeen bouwen superduplex roestvast staal voort op de gevestigde voordelen van duplexkwaliteiten met verbeterde chemische stabiliteit. Dit maakt het een ideale kwaliteit voor het vervaardigen van kritische componenten in de petrochemische sector, zoals warmtewisselaars, ketels en drukvatapparatuur.
Mechanische eigenschappen van duplex roestvrij staal
Cijfers | ASTM A789 kwaliteit S32520 warmtebehandeld | ASTM A790 kwaliteit S31803 hittebehandeld | ASTM A790 kwaliteit S32304 warmtebehandeld | ASTM A815 kwaliteit S32550 warmtebehandeld | ASTM A815 kwaliteit S32205 warmtebehandeld |
Elasticiteitsmodulus | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
Verlenging | 25% | 25% | 25% | 15% | 20% |
Treksterkte | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
Brinell-hardheid | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Opbrengststerkte | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
Thermische uitzettingscoëfficiënt | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
Specifieke warmtecapaciteit | 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) |
Thermische geleidbaarheid | 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) |
Classificatie van duplex roestvrij staal
l Het eerste type is een laaggelegeerd type, met de representatieve kwaliteit UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N). Het staal bevat geen molybdeen en de PREN-waarde is 24-25. Het kan worden gebruikt in plaats van AISI304 of 316 voor weerstand tegen spanningscorrosie.
l Het tweede type behoort tot het medium legeringstype, het representatieve merk is UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), de PREN-waarde is 32-33 en de corrosieweerstand ligt tussen AISI 316L en 6% Mo+N austenitisch roestvrij staal.
l Het derde type is van het hooggelegeerde type, dat over het algemeen 25% Cr, molybdeen en stikstof bevat, en sommige bevatten ook koper en wolfraam. De standaardkwaliteit UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N), PREN-waarde is 38-39, en de corrosieweerstand van dit type staal is hoger dan die van 22% Cr duplex roestvrij staal.
l Het vierde type is superduplex roestvrij staal, dat een hoog molybdeen- en stikstofgehalte bevat. De standaardkwaliteit is UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), en sommige bevatten ook wolfraam en koper. De PREN-waarde is groter dan 40, wat kan worden toegepast op zware mediumomstandigheden. Het heeft een goede corrosieweerstand en uitgebreide mechanische eigenschappen, die vergelijkbaar kunnen zijn met superaustenitisch roestvrij staal.
Voordelen van duplex roestvrij staal
Zoals hierboven vermeld, presteert Duplex normaal gesproken beter dan individuele staalsoorten binnen de microstructuur. Beter gezegd, de combinatie van positieve eigenschappen afkomstig van austeniet- en ferrietelementen biedt een betere totaaloplossing voor een groot aantal verschillende productiesituaties.
l Corrosiewerende eigenschappen – Het effect van molybdeen, chroom en stikstof op de corrosieweerstand van duplexlegeringen is enorm. Verschillende Duplex-legeringen kunnen de anticorrosieve prestaties van populaire austenitische kwaliteiten, waaronder 304 en 316, evenaren en overtreffen. Ze zijn vooral effectief tegen spleet- en putcorrosie.
l Spanningscorrosiescheuren – SSC is het resultaat van verschillende atmosferische factoren, waarvan temperatuur en vochtigheid de meest voor de hand liggende zijn. Trekspanning maakt het probleem alleen maar groter. Normale austenitische soorten zijn zeer gevoelig voor spanningscorrosie; duplex roestvast staal is dat niet.
l Taaiheid – Duplex is taaier dan ferritische staalsoorten – zelfs bij lagere temperaturen, terwijl het op dit vlak niet echt overeenkomt met de prestaties van austenitische staalsoorten.
l Sterkte – Duplexlegeringen kunnen tot 2 keer sterker zijn dan zowel austenitische als ferritische structuren. Hogere sterkte betekent dat metaal stevig blijft, zelfs bij verminderde dikte, wat vooral belangrijk is voor het verminderen van het gewicht.