Duplex nehrđajući čelik stekao je značajnu popularnost zbog svoje jedinstvene kombinacije izvrsnih mehaničkih svojstava i otpornosti na koroziju. Ova vrsta nehrđajućeg čelika sastoji se od dvofazne mikrostrukture, s približno jednakim udjelom ferita i austenita. Dodatak raznih legirajućih elemenata igra ključnu ulogu u određivanju svojstava i performansi duplex nehrđajućeg čelika. Kao dobavljač duplex nehrđajućeg čelika, dobro sam upućen u razumijevanje ovih učinaka i želio bih ovdje podijeliti neke uvide.
Krom (Cr)
Krom je jedan od najosnovnijih legirajućih elemenata u dupleks nehrđajućem čeliku. Odgovoran je za stvaranje pasivnog oksidnog sloja na površini čelika, koji pruža izvrsnu otpornost na koroziju. U dupleks nehrđajućem čeliku, razine kroma obično se kreću od 20% do 28%. Kako se sadržaj kroma povećava, otpornost čelika na koroziju protiv opće korozije, rupičaste i pukotinske korozije značajno se poboljšava. Na primjer, u agresivnim sredinama koje sadrže kloride kao što je morska voda, veći sadržaj kroma pomaže u sprječavanju nastanka i širenja korozijskih jama.
Više razine kroma također doprinose stabilnosti feritne faze u dupleks mikrostrukturi. Međutim, prekomjerna količina kroma može dovesti do stvaranja intermetalnih faza kao što su sigma (σ) i chi (χ) faze tijekom toplinske obrade ili dugotrajnog rada na povišenim temperaturama. Ove intermetalne faze su krte i mogu smanjiti žilavost i otpornost čelika na koroziju. Stoga se mora postići ravnoteža pri dodavanju kroma dupleksnom nehrđajućem čeliku kako bi se optimizirala njegova izvedba.
Molibden (Mo)
Molibden je još jedan važan legirajući element u dupleks nehrđajućem čeliku. Povećava otpornost čelika na rupičastu i pukotinsku koroziju, posebno u okruženjima bogatim kloridima. Molibden djeluje tako da stabilizira pasivni film na čeličnoj površini i inhibira kloridne ione da probiju film. Tipično, sadržaj molibdena u duplex nehrđajućem čeliku kreće se od 1,5% do 5%.
Duplex nehrđajući čelici s višim sadržajem molibdena, kao što susuper duplex uns S32760 šipka od nehrđajućeg čelika astm a240 a276, često se koriste u primjenama gdje je potrebna visoka razina zaštite od korozije, kao što je u naftnoj i plinskoj industriji za komponente izložene morskoj vodi i kiselom plinu. Molibden također povećava čvrstoću čelika, osobito na povišenim temperaturama. Međutim, slično kao i krom, visoke razine molibdena mogu pospješiti stvaranje intermetalnih faza, koje mogu pogoršati mehanička svojstva čelika i otpornost na koroziju.
Nikal (Ni)
Nikal se dodaje dupleks nehrđajućem čeliku kako bi se pospješilo stvaranje austenitne faze i poboljšala žilavost i duktilnost materijala. U duplex nehrđajućem čeliku sadržaj nikla obično se kreće od 3% do 8%. Nikal pomaže u ravnoteži omjera ferit-austenit u mikrostrukturi, osiguravajući stabilnu i jednoliku dupleks strukturu.
Dodatak nikla također povećava otpornost čelika na naprezanje - pucanje od korozije, posebno u kiselim sredinama i okruženjima koja sadrže kloride.2507 lim od nehrđajućeg čelikasadrži umjerenu količinu nikla, što ga čini prikladnim za širok raspon primjena, uključujući kemijsku obradu i offshore strukture, gdje su otpornost na koroziju i mehanička čvrstoća bitni. Međutim, nikal je relativno skup legirajući element, a njegov sadržaj treba pažljivo kontrolirati kako bi se uravnotežili troškovi i učinak.
Dušik (N)
Dušik je snažan stabilizirajući element austenita u dupleks nehrđajućem čeliku. Može se dodati u malim količinama (obično 0,1% - 0,3%) kako bi zamijenio neke od skupljih nikala. Dušik također značajno poboljšava otpornost čelika na rupičastu i pukotinsku koroziju interakcijom s kromom i molibdenom u pasivnom filmu.
Osim povećanja otpornosti na koroziju, dušik povećava čvrstoću dupleks nehrđajućeg čelika ojačavanjem u čvrstoj otopini. Poboljšava granicu razvlačenja i vlačnu čvrstoću čelika bez mnogo žrtvovanja rastezljivosti. Dovoljan sadržaj dušika ključan je za održavanje otpornosti na koroziju i mehaničkih svojstava duplex nehrđajućeg čelika, posebno u prisustvu starenja na visokim temperaturama, koje inače može dovesti do stvaranja štetnih faza. Na primjer, uS32550 nehrđajući čelik, dušik pomaže u postizanju dobre ravnoteže između čvrstoće i otpornosti na koroziju.
Ostali manji legirajući elementi
- Bakar: Bakar se ponekad dodaje dvostrukom nehrđajućem čeliku kako bi se poboljšala njegova otpornost na sumpornu kiselinu i druge redukcijske kiseline. Povećava stabilnost pasivnog filma u kiselim sredinama i također može poboljšati obradivost čelika.
- Titan (Ti) i Niobij (Nb): Ovi se elementi dodaju u malim količinama dupleks nehrđajućem čeliku za stabilizaciju ugljika i dušika u čeliku, sprječavajući stvaranje kromovih karbida i nitrida tijekom zavarivanja i toplinske obrade. To pomaže u održavanju otpornosti na koroziju u zoni zavara.
- mangan (Mn): Mangan je austenit - stabilizirajući element i može djelomično zamijeniti nikal. Također poboljšava mogućnost vruće obradivosti čelika i može povećati topljivost dušika u čeliku.
Utjecaj na izradu i zavarljivost
Legirajući elementi u duplex nehrđajućem čeliku također imaju značajan utjecaj na njegovu izradu i zavarljivost. Na primjer, prisutnost visoke razine legirajućih elemenata može povećati tvrdoću i čvrstoću čelika, što može zahtijevati snažniju opremu za strojnu obradu i odgovarajuće parametre rezanja tijekom procesa strojne obrade.
Što se tiče zavarivanja, elemente legure treba pažljivo kontrolirati kako bi se osiguralo da metal za zavarivanje ima uravnotežen omjer ferit-austenit sličan onom osnovnog metala. Stvaranje prekomjerne količine ferita ili austenita u zoni zavara može dovesti do smanjene otpornosti na koroziju i mehaničkih svojstava. Prisutnost elemenata kao što su dušik i nikal pomaže u održavanju pravilne ravnoteže faza tijekom zavarivanja.
Zaključak
Učinak legirajućih elemenata na dupleks nehrđajući čelik složen je, ali kritičan za postizanje željenih svojstava i performansi. Pažljivim kontroliranjem sastava legirajućih elemenata, možemo skrojiti dvostruki nehrđajući čelik kako bi zadovoljio specifične zahtjeve različitih primjena. Kao duplex dobavljač nehrđajućeg čelika, nudimo široku paletu proizvoda s različitim sastavima legure kako bismo zadovoljili različite potrebe kupaca. Bilo da jest2507 lim od nehrđajućeg čelika,super duplex uns S32760 šipka od nehrđajućeg čelika astm a240 a276, iliS32550 nehrđajući čelik, predani smo pružanju visokokvalitetnih materijala.
Ako su vam potrebni duplex proizvodi od nehrđajućeg čelika za vaš projekt, potičemo vas da nas kontaktirate radi detaljnog razgovora. Naš tim stručnjaka može vam pomoći u odabiru najprikladnijeg sastava legure na temelju vaših specifičnih zahtjeva primjene. Radujemo se što ćemo s vama sudjelovati u uspješnim pregovorima o nabavi.
Reference
- ASM priručnik, svezak 13A: Korozija: osnove, ispitivanje i zaštita, ASM International
- Nehrđajući čelici: Fizička metalurgija i mehanička svojstva, CRC Press
- Duplex nehrđajući čelici: zavarivanje i primjena, Woodhead Publishing