Duplekstaal: beskrywing, spesifikasies en kenmerke

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Vandag word duplekstaal al hoe meer gewild. Feitlik alle maatskappye op die gebied van metallurgie is besig met die vervaardiging van hierdie tipe vlekvrye legering. Jy kan meer lees oor wat duplekstaal is en watter voordele dit inhou in hierdie artikel.

Algemene inligting

Duplekstaal word regoor die wêreld erken. Watter eienskappe het sy? Eerstens kan die hoë sterkte van hierdie materiaal die finale gewig van enige produk verminder. Tweedens is dit bekend vir sy enorme weerstand teen korrosie. Dit is veral opvallend wanneer spanning-korrosie-krakeweerstand oorweeg word.

Dit is die moeite werd om te sê dat die grondstof op die oomblik nog nie aan vervaardigers bekend geword het nie, en daarom word elke paar jaar konferensies gehou waar tegniese artikels oor al die kenmerke van duplekstaal oorweeg word. Tot dusver, ten spyte van die taamlik groot belangstelling in hierdie tipe produk, is die wêreldmarkaandeel slegs 1-3%.

Geskiedenis van gebeurtenis

Dit is opmerklik dat die idee om te skepduplekstaal is in 1920 gebore. Maar die eerste materiaal het eers in 1930 in Swede verskyn. Die wye verspreiding en gebruik van hierdie tipe grondstowwe het eers in die laaste dekade begin. Die hoofrede hiervoor lê in die feit dat gedurende hierdie jare die produksietegnologie aansienlik verbeter is. Veral produsente kon hul stikstofinhoud meer presies beheer.

Om die voordele te verstaan en hoekom dupleks vlekvrye staal gebore is, moet jy die ander twee hooftipes verstaan.

Austenitiese legerings, wat AISI 304 of 08X18H10 is, sowel as AISI 430 of 12X17 ferritiese grade, is redelik maklik om te vervaardig. Soos hul naam aandui, bestaan hulle hoofsaaklik uit austeniet of ferriet. Alhoewel dit wyd gebruik word, het hulle tegniese tekortkominge.

Nadele van tradisionele staal

As ons praat oor austenitiese staal, dan sluit die nadele lae sterkte, sowel as lae weerstand teen spanningskorrosie krake in. Wat die ferritiese materiaal betref, is sy sterkte effens hoër, maar "bereik" steeds nie die ideaal nie. Daarbenewens verswak die sweisbaarheid van staal baie met toenemende materiaaldikte, en word dit taamlik bros by lae temperature.

Nog 'n klein nadeel van die austenitiese legering is die nikkelinhoud in die samestelling. Dit lei tot 'n hoër koste van die produk, waarmee geen eindverbruiker natuurlik tevrede is nie.

Dupleksvoordele

Die idee om dupleks vlekvrye staal te skep het gekom uit 'n begeerte om die ferritiese en austenitiese basis gelyk te stel om 'n nuwe, hoër geh alte materiaal te kry. Ongeveer dieselfde hoeveelheid ferritiese en austenitiese staal het die volgende voordele tot gevolg gehad:

• Hoë sterkte. Die opbrengssterktereeks by 0.2% sal 400 tot 450 MPa wees, wat 150 tot 200 MPa meer is as wat met austenitiese of ferritiese legerings gesien kan word. Dit het gelei tot die feit dat dit moontlik is om die dikte van die produk te verminder, terwyl dit nie krag verloor nie. En die afname in dikte het 'n afname in die finale massa veroorsaak. Dit is baie belangrik op die gebied van die bou van strukture, tenks en drukvate.
• Wat is die voordele van duplekstaal behalwe sterkte? Die sweisbaarheid van die metaal is redelik goed selfs met groot diktes.
• Hoë impaksterkte. Baie beter as ferritiese legerings. Dit is veral waar wanneer die omgewingslugtemperatuur tot -50 daal, en soms tot -80 grade Celsius.
• Hoë weerstand teen spanningskorrosie-krake. Austenitiese materiale is baie geneig tot hierdie defek. Hierdie parameter speel 'n belangrike rol in nywerhede soos brouertenks, konsentrators, swembadrame.
• Duplekstaalketels is baie meer betroubaar as austenietketels.

Cracking

Tans gereeldstaal is onderhewig aan so 'n defek soos korrosie krake of SCC - Stress Corrosion Cracking. Hierdie tipe korrosie kom gewoonlik onder sekere toestande voor. Die veroorsakende middel kan 'n sterk trekspanning, verhoogde temperatuur (50 grade Celsius bo nul) wees. En as ons van swembaddens praat, dan kan hierdie tipe korrosie selfs by 25 grade weens die konstante blootstelling aan water voorkom.

Austenitiese staalgrade word redelik deur hierdie gebrek geraak.’n Ferritiese legering is meer betroubaar in hierdie verband, asook dupleks vlekvrye staal a890 3a volgens ASTM en ander grade. Die hoë weerstandskoëffisiënt laat toe dat hierdie materiaal gebruik word in die vervaardiging van waterverwarmers, brouertenks, ontsoutingsaanlegte. Dit wil sê waar daar 'n verhoogde temperatuur en kontak met vloeistowwe is.

Dit is heeltemal verbode om swembadrame van gewone austenitiese staal te maak as gevolg van hierdie gebrek. Voorheen was dit nodig om 'n legering met 'n baie hoë nikkelinhoud te gebruik, wat gelei het tot 'n toename in die koste van die produk. Vandag kan dupleks- of superdupleksstaal gebruik word.

"Super" en "Hyper" dupleksmateriaal

Dit is die moeite werd om te sê dat as jy nikkel by die ferritiese chroomstaal voeg, jy 'n gemengde basisstruktuur kan kry. Dit wil sê, dit sal beide austeniet en ferriet bevat. Soos dit reeds duidelik geword het, was dit juis so 'n mengsel wat 'n dupleksmateriaal genoem is. Die voorvoegsels "super" of "hiper" duplekstaal dui aan dat die grondstof 'n verhoogdedie hoeveelheid legeringskomponente. Dit dui op selfs groter weerstand teen korrosie as konvensionele materiale.

"Super" en "hiper" duplekstaal word redelik aktief in gasproduksietoerusting gebruik. Boonop word grondstowwe in die voedsel-, chemiese, konstruksie- en selfs mediese industrieë gebruik.

Sweismateriaal

Ondanks die goeie sweisbaarheid van hierdie produk, moet sekere reëls nagekom word. Voordat jy begin sweis, let op die volgende:

• om 'n goeie geh alte van penetrasie van die materiaal te verseker, moet die gaping by die wortel van die voeg en die hoek van die sny van die rande effens groter gemaak word as vir gewone staal;
• die voeg, sowel as die metaal rondom hierdie plek, word aanbeveel om deeglik skoongemaak te word van enige besoedeling;
• slegs borsels gemaak van metaaldraad met weerstand teen korrosie kan gebruik word;
• sweiselektrode moet droog wees.

Terwyl jy duplekstaal sweis, volg hierdie reëls:

• Dit is baie belangrik om so 'n parameter soos hitte-insette te monitor. Dit moet nie te laag of, omgekeerd, te hoog wees nie. Vir gewone duplekstaal moet 'n reeks van 0,5-2,5 kJ/mm tydens sweiswerk nagekom word. Daarbenewens moet die tussendeurtemperatuur nie meer as 200 grade Celsius wees nie.
• Geen skuim moet op die agterkant van die sweislas verskyn nie. Hier is dit baie belangrik om die regte gas te kies wat die wortel van die naat sal beskerm. Die gasmengsel wat die meeste vir beskermende doeleindes gebruik word, is hoësuiwer argon en waterstof of stikstof.
• Sweiswerk moet slegs deur 'n hoogs gekwalifiseerde persoon uitgevoer word. Dit is te wyte aan die feit dat die metaal in plekke van brandwonde die neiging tot korrosie aansienlik sal verhoog, en daar is ook 'n hoë waarskynlikheid van krake.
• Tydens sweiswerk, moenie wye dwarsvibrasies van die elektrode maak nie. Dit kan lei tot te veel hitte-insette, wat teen die reëls sal ingaan.

Werk na sweis

Daar is sekere riglyne om te volg na sweiswerk.

• Om hoë korrosiebeskerming van die sweismetaal te verseker, moet dit deeglik skoongemaak word. Dit is nodig om die oksiedfilm heeltemal te verwyder en alle oorblyfsels van slak te verwyder.
• Borselwerk word slegs met die hand gedoen en slegs met 'n draadborsel met korrosiebestande eienskappe. As meganiese toestelle gebruik word, kan dit lei tot mikroskeure in die naatarea, wat die sterkte daarvan sal verminder.
• Dikwels word geen hittebehandeling van die naat na sweiswerk vereis nie.

Tekortkominge van grondstowwe

Ondanks die verspreiding van die materiaal en die oënskynlik ooglopende en beduidende voordele daarvan, het dit steeds nie universele erkenning ontvang nie en sal waarskynlik nooit die voortou in die mark neem nie. Dit is as gevolg van verskeie nadele,wat die moeite werd is om te weet. As gevolg van hulle sal so 'n allooi altyd "nis" wees.

Dit is dadelik die moeite werd om te begin met die hoë sterkte van die materiaal. Dit lyk 'n beduidende voordeel, maar dit word 'n groot nadeel wanneer dit nodig word om metaal deur meganiese middele of druk te verwerk. Nog 'n nadeel van hoë sterkte is 'n sterk vermindering in die moontlikheid van plastiese vervorming. Om hierdie rede is dupleks grondstowwe nie eintlik geskik vir die vervaardiging van enige produkte wat hoë rekbaarheid moet hê nie.

Selfs wanneer die plastisiteit, wil dit voorkom, op 'n aanvaarbare vlak vir werk is, moet jy steeds groot pogings aanwend. Om hierdie rede word duplekstaal en -legerings vir olie- en gastoebehore nie algemeen gebruik nie.

Die volgende nadeel is die groot tegnologiese kompleksiteit van die smelt van dupleks-vlekvrye staal. Austenitiese en ferritiese materiaal is baie makliker om te smelt. As die vervaardigingstegnologie geskend word, veral tydens die hittebehandelingsproses, sal ander fases in die materiaal vorm benewens austeniet en ferriet, wat heeltemal ongewens is. Meestal kom sigmafase of 475-grade brosheid voor.

Ongewenste fases in grondstowwe

Sigma-fase word in so 'n produk by 1000 grade Celsius en hoër gevorm. Tipies kom hierdie temperature voor as die verkoelingsproses na sweiswerk of tydens produksie nie vinnig genoeg is nie. Daarbenewens sal die meer legeringselemente vervat wees insamestelling, hoe groter is die waarskynlikheid van die voorkoms van so 'n fase. Met ander woorde, die skep van superdupleks- of hiperdupleksstaal is uiters moeilik.

Wat die 475-grade brosheid betref, kom dit voor in die geval van die vorming van 'n fase genaamd alfa-slag. Soos die naam aandui, is die gevaarlikste temperatuur 475 grade Celsius, maar die probleem kan ook by baie laer waardes voorkom, ongeveer 300 grade. As gevolg hiervan word 'n maksimum temperatuurbeperking op die gebruik van produkte van hierdie tipe grondstof ingestel. Natuurlik, as gevolg hiervan, word die omvang van staal selfs meer vernou.

Op grond van al die bogenoemde, kan ons so 'n gevolgtrekking maak. Dupleks staalgrade is 'n goeie oplossing en vervanging vir standaard materiale, maar in 'n baie nou omvang.

Results

Duplekslegering word baie minder algemeen gebruik as ander soorte metale. Dit is egter gewild in sekere gebiede. Dikwels word dit gebruik in die petrochemiese veld, motorbedryf en in die vervaardiging van swembaddens. Uitstekende sweisbaarheid, korrosiebestandheid en hoë slytasieweerstand maak hierdie materiaal 'n ware vonds vir baie.