Acciaio inossidabile duplex
Gli acciai inossidabili duplex hanno una combinazione di due fasi, ferrite e austenite in misura approssimativamente uguale. Ciò consente loro di beneficiare dei vantaggi sia degli acciai inossidabili austenitici che ferritici, con conseguente aumento della resistenza, migliore saldabilità, maggiore tenacità e resistenza a diversi tipi di corrosione. Commercialmente sono anche più economici degli acciai inossidabili austenitici a causa del loro minor contenuto di nichel.
Forza migliorata
Molti gradi duplex sono fino a due volte più resistenti degli acciai inossidabili austenitici e ferritici.
Elevata tenacità e duttilità
L'acciaio inossidabile duplex è spesso più formabile sotto pressione rispetto ai ferritici e fornisce una maggiore tenacità. Sebbene spesso offrano valori inferiori rispetto agli acciai austenitici, la struttura e le caratteristiche uniche dell’acciaio duplex spesso superano qualsiasi preoccupazione.
Elevata resistenza alla corrosione
A seconda del grado in questione, gli acciai inossidabili duplex offrono una resistenza alla corrosione paragonabile (o migliore) ai comuni acciai austenitici. Per le leghe con un elevato contenuto di azoto, molibdeno e cromo, gli acciai mostrano un'elevata resistenza sia alla corrosione interstiziale che alla vaiolatura da cloruro.
Efficacia dei costi
L'acciaio inossidabile duplex offre tutti i vantaggi sopra menzionati pur richiedendo livelli inferiori di molibdeno e nichel. Ciò significa che si tratta di un'opzione a basso costo rispetto a molti gradi austenitici tradizionali di acciaio inossidabile. Il prezzo delle leghe duplex è spesso meno volatile rispetto ad altri gradi di acciaio, rendendo più semplice la stima dei costi -- sia a livello iniziale che di durata La maggiore robustezza e resistenza alla corrosione significa anche che molte parti realizzate utilizzando l'acciaio inossidabile duplex possono essere più sottili delle loro controparti austenitiche, garantendo costi inferiori.
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Il concetto di leghe inossidabili duplex fu discusso già negli anni '20. Tuttavia, la produzione delle prime leghe duplex iniziò solo negli anni '30.
Queste prime leghe duplex erano per lo più limitate alla produzione di getti e ad usi specifici poiché contenevano una quantità relativamente elevata di carbonio.
Tuttavia, verso la fine degli anni ’60, la decarburazione permise alle fonderie di metalli di creare acciai a basso tenore di carbonio con un alto contenuto di cromo e nichel, bilanciando ulteriormente la struttura di ferrite e austenite.
Ciò ha portato a una nuova generazione di leghe duplex con prestazioni migliori e minori svantaggi.
Questi acciai inossidabili duplex condividono molte somiglianze con le moderne leghe oggi in produzione -- in particolare, Duplex 2205 (UNS S21803/32205).
Sviluppata a metà degli-1970 anni '90, questa lega è ancora popolare oggi e offre una resistenza alla corrosione superiore ai comuni gradi di acciaio inossidabile austenitico, come 304 (UNS S30400), 316 (UNS S31600) e 317 (UNS S31700).
Sebbene gli standard più recenti utilizzino gamme diverse di cromo, molibdeno e nichel, le industrie possono ringraziare le qualità originali introdotte negli anni '70 per la gamma di acciai inossidabili duplex in uso oggi.
Principio degli acciai inossidabili duplex
L'idea degli acciai inossidabili duplex risale agli anni '20 con la prima fusione realizzata ad Avesta in Svezia nel 1930. Tuttavia, è solo negli ultimi 30 anni che gli acciai duplex hanno cominciato a "decollare" in modo significativo. Ciò è dovuto principalmente ai progressi nelle tecniche di produzione dell’acciaio, in particolare per quanto riguarda il controllo del contenuto di azoto.
Gli acciai austenitici standard come 304, (1.4301) e gli acciai ferritici come 430 sono relativamente facili da realizzare e da fabbricare. Come suggerisce il nome, sono costituiti principalmente da una fase, austenite o ferrite. Sebbene questi tipi vadano bene per un'ampia gamma di applicazioni, esistono alcuni importanti punti deboli tecnici in entrambi i tipi:
Austenitico –Bassa resistenza, (200 MPa 0,2% PS in condizioni ricotte in soluzione), bassa resistenza alla tensocorrosione.
Ferritico –Bassa resistenza (leggermente superiore a quella austenitica, 250 MPa 0,2% PS), scarsa saldabilità in sezioni spesse, scarsa tenacità alle basse temperature.
Inoltre, l'elevato contenuto di nichel dei tipi austenitici porta alla volatilità dei prezzi, cosa sgradita a molti utenti finali.
L'idea di base del duplex è quella di produrre una composizione chimica che porti ad una miscela approssimativamente uguale di ferrite e austenite. Questo equilibrio di fasi fornisce quanto segue:
Maggiore forza –L'intervallo di 0.2% PS per gli attuali gradi duplex va da 400 a 550 MPa. Ciò può portare a spessori ridotti delle sezioni e quindi a un peso ridotto.
Questo vantaggio è particolarmente significativo per applicazioni come:
●Recipienti a pressione e serbatoi di stoccaggio
●Applicazioni strutturali, ad esempio ponti
Buona saldabilità in sezioni spesse –Non così semplici come gli austenitici, ma molto migliori dei ferritici.
Buona tenacità –Molto meglio dei ferritici, soprattutto a basse temperature, tipicamente fino a meno 50 gradi. C, che si estende fino a meno 80 gradi. C.
Resistenza alla tensocorrosione –Gli acciai austenitici standard sono particolarmente soggetti a questo tipo di corrosione. Il tipo di applicazioni in cui questo vantaggio è importante include:
●Serbatoi di acqua calda
●Serbatoi di preparazione
●impianto di processo
●Strutture di piscine
Ecco alcune composizioni tipiche degli acciai inossidabili duplex
| Grado | IT No/UNS | Tipo | ca. Composizione | ||
| Cr | Ni | Mo | |||
| 2101LDX | 1.4162/ | Pendere | 21.5 | 1.5 | 0.3 |
| S32101 | |||||
| DX2202 | 1.4062/ S32202 | Pendere | 23 | 2.5 | 0.3 |
| RDN903 | 1.4482/ | Pendere | 20 | 1.8 | 0.2 |
| S32001 | |||||
| 2304 | 1.4362/ | Pendere | 23 | 4.8 | 0.3 |
| S32304 | |||||
| 2205 | 1.4462/ | Standard | 22 | 5.7 | 3.1 |
| S31803/ | |||||
| S32205 | |||||
| 2507 | 1.4410/ | Super | 25 | 7 | 4 |
| S32750 | |||||
| Zero 100 | 1.4501/ | Super | 25 | 7 | 3.2 |
| S32760 | |||||
| Ferrinox | 1.4507/ | Super | 25 | 6.5 | 3.5 |
| 255/ | S32520/ | ||||
| Urano 2507Cu | S32550 | ||||
Applicazioni duplex in acciaio inossidabile
A causa delle limitazioni degli acciai inossidabili duplex quali scarsa formabilità e lavorabilità, oltre al loro processo metallurgico di produzione altamente complicato rispetto agli acciai inossidabili ferritici, austenitici e martensitici, gli acciai duplex sono utilizzati principalmente per applicazioni di nicchia.
Le applicazioni degli acciai inossidabili duplex tengono conto dei loro limiti e vantaggi, ma le applicazioni principali richiedono resistenza alla corrosione, come resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale, resistenza alla corrosione sotto sforzo, corrosione per fatica, corrosione per abrasione o resistenza ad ambienti corrosivi acidi o caustici. Di seguito sono descritte alcune delle applicazioni industriali più comuni.
Produzione di carta
Gli acciai inossidabili duplex sono preferiti agli acciai inossidabili austenitici e ferritici per la fabbricazione di recipienti che contengono candeggina e altri liquidi corrosivi nella lavorazione della carta.
Desalinizzazione
La desalinizzazione dell'acqua di mare, un processo che presenta cloro altamente corrosivo in un ambiente ad alta temperatura, è un test robusto per un materiale resistente alla corrosione. Gli acciai inossidabili duplex sono diventati il materiale preferito per la fabbricazione degli evaporatori. Possono anche essere realizzati con sezioni trasversali più sottili a causa della maggiore robustezza e resistenza alla corrosione degli acciai inossidabili duplex.
Olio e gas
Lo sviluppo di acciai inossidabili duplex con numeri PRE superiori a 40 ha reso possibile la produzione di componenti come pompe, tubazioni e collettori che richiedono un'elevata resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale, fondamentali nell'industria del petrolio e del gas.
Costruzione
Gli acciai inossidabili duplex vengono utilizzati nella costruzione di elementi portanti che richiedono anche resistenza alla corrosione. Le applicazioni tipiche includono la costruzione di ponti sull'acqua di mare o strutture in prossimità del mare.
Conservazione di alimenti e bevande
Gli acciai duplex magri sono promettenti nello stoccaggio commerciale di alimenti e bevande durante la lavorazione grazie al loro costo relativamente basso pur mantenendo un'eccellente resistenza alla corrosione e resistenza.
Tendenze future dell'acciaio inossidabile duplex
Ad oggi sono ancora in fase di sviluppo nuove qualità di acciai inossidabili duplex. L’obiettivo principale di questo sforzo è quello di aumentare ulteriormente la resistenza alla corrosione per vaiolatura e ciò si ottiene principalmente aumentando gli elementi di lega chiave come cromo, molibdeno e azoto. I vantaggi di questi elementi leganti aumentati comportano anche degli svantaggi, principalmente la destabilizzazione della fase ferrite, che porta a precipitati indesiderati. La sfida è trovare un equilibrio tra le proprietà desiderabili, determinate principalmente da una maggiore resistenza alla corrosione per vaiolatura, limitando al tempo stesso la produzione di fasi intermetalliche indesiderabili come Cr2N mediante un trattamento termico molto preciso. È stato sviluppato un acciaio duplex, SAF 2707 HD, un 27Cr-7Ni-5Mo-0.4N con un numero PRE di quasi 50, che è promettente per il futuro degli acciai duplex generalmente .
Qual è la differenza tra acciaio inossidabile e acciaio inossidabile duplex
Gli acciai inossidabili comprendono diverse classi di leghe in base alla loro microstruttura cristallina. Una di queste classificazioni è la varietà duplex. Le quattro classi principali di acciaio inossidabile includono austenitico, ferritico, martensitico e duplex. Mentre gli acciai inossidabili austenitici hanno una microstruttura FCC, le classi ferritiche hanno una struttura BCC, i martensitici hanno una microstruttura cristallina di forma tetragonale a corpo centrato. D'altra parte, la microstruttura di una lega di acciaio inossidabile duplex comprende sia austenite che ferrite in un rapporto del 50%, che è ciò che conferisce a questi acciai le loro proprietà meccaniche e di resistenza alla corrosione uniche.
Corrosione galvanica tra acciaio inossidabile e acciaio inossidabile duplex
La corrosione bimetallica, o altrimenti nota come corrosione galvanica, è un processo elettrochimico che si verifica quando due metalli diversi vengono immersi in una soluzione conduttiva e i metalli sono collegati elettricamente. In questo processo, mentre un metallo viene protetto, l'altro viene corroso. È possibile prevenire la corrosione galvanica adottando diverse regole. È necessario selezionare materiali con potenziale di corrosione simile, interrompere il collegamento elettrico, mediante isolamento e, infine, applicare un rivestimento su entrambi i materiali. L'applicazione di un rivestimento adeguato impedisce la rimozione dei metalli dal catodo o dall'anodo, migliorando così la loro resistenza alla corrosione e proteggendo efficacemente entrambi i metalli.
Decapaggio e passivazione di duplex e acciaio inossidabile
La passivazione è un fenomeno che si verifica negli acciai inossidabili che contengono contenuti più elevati di cromo nella loro lega. Gli acciai duplex hanno una percentuale di cromo compresa tra il 19% e circa il 32% nelle loro leghe. Poiché gli acciai inossidabili duplex contengono elevati livelli di cromo nella loro lega, è possibile che la superficie di questi componenti formi uno strato di ossido passivato sulla superficie dell'acciaio. Tuttavia, alcune leghe di acciaio inossidabile possiedono un contenuto di cromo insufficiente per formare questo strato di ossido di passivazione autoriparante, che porta alla corrosione del materiale per ossidazione. L'ossidazione è un problema comune associato all'acciaio inossidabile a basso contenuto di cromo. È possibile migliorare le proprietà di resistenza alla corrosione di queste leghe di acciaio inossidabile sottoponendole ad un trattamento di passivazione.
Il decapaggio è l'eliminazione delle incrostazioni causate dall'esposizione del materiale a temperature elevate. Le incrostazioni causate anche da uno strato metallico di cromo adiacente potevano essere eliminate mediante decapaggio mediante trattamenti chimici dal corpo esterno delle leghe di acciaio inossidabile. L'uso di processi meccanici spesso danneggia o danneggia la superficie del metallo. Per evitare tali difetti dannosi, è più semplice eliminare i metalli in eccesso tramite l'uso di lavaggi chimici, poiché eliminano efficacemente lo strato extra dalla superficie dell'acciaio inossidabile. Questo processo utilizza soluzioni acide tra cui acido nitrico (HNO3) e fluoridrico (HF).
Quale acciaio inossidabile duplex è il più popolare
Per i motivi sopra menzionati, l’acciaio inossidabile duplex rimane un segmento relativamente piccolo del mercato complessivo dell’acciaio inossidabile. Le leghe sono generalmente classificate in quattro tipi. Il primo di questi è denominato Lean Duplex.
Gli acciai inossidabili duplex magri contengono poco o nessun molibdeno e meno nichel. Il tipo 2304 è un buon esempio di qualità comunemente utilizzata nei serbatoi di stoccaggio e in applicazioni simili.
I livelli di nichel e molibdeno nel duplex regolare sono in genere rispettivamente del 3-6% e del 2-3%. Il 2205, l'acciaio inossidabile duplex più utilizzato, rientra in questa categoria ed è ampiamente utilizzato nell'industria farmaceutica.
Gli acciai inossidabili super duplex si distinguono per il loro alto contenuto di molibdeno (3,5-4%) e cromo (25%). Ciò li rende particolarmente robusti e resistenti alla corrosione e le loro prestazioni superiori giustificano l’investimento nell’industria petrolifera, del gas e chimica.
Infine, gli acciai inossidabili hyper duplex contengono ancora più molibdeno e cromo, rispettivamente al 4,8% e al 27%. Il grado S32707 è un buon esempio, che può essere trovato nei settori energetico e petrolifero, in particolare nelle applicazioni in acque profonde.
La nostra fabbrica
Jiangsu XuRui Metal Group Co.,LTD si trova nella provincia di Jiangsu, città di Wuxi, il grande mercato dell'acciaio inossidabile del sud della Cina, è anche una delle potenti aziende nel settore dell'acciaio legato al nichel e dell'acciaio inossidabile con larga scala e lunga storia. Disponiamo di 2000 metri quadrati di centro di stoccaggio e lavorazione che comprende attrezzature per l'utilizzo di taglio, taglio orizzontale, taglio laser, plasma, rettificatrice e goffratrice. Vendiamo principalmente lamiere, barre, bobine, fili, tubi, nastri di acciaio legato al nichel che vengono applicati nella decorazione, nell'industria medica, nell'industria alimentare, nell'edilizia ecc. E abbiamo ottenuto buoni feedback e stabilito una fiducia reciproca con i nostri clienti. In base alle vostre esigenze possiamo elaborare pellicole spazzolate, specchi 6k, 8k, lucidatura, titanio giallo, titanio nero, oro rosa, nessuna impronta digitale e tutti i tipi di requisiti di superficie.
Il nostro certificato
FAQ
D: Cos'è l'acciaio inossidabile duplex?
D: Quali sono i vantaggi derivanti dall'utilizzo dell'acciaio inossidabile duplex?
D: Qual è la composizione chimica dell'acciaio inossidabile duplex?
D: Quali settori utilizzano l'acciaio inossidabile duplex?
D: In che modo l'acciaio inossidabile duplex resiste alla corrosione?
D: Qual è la differenza tra l'acciaio inossidabile duplex e l'acciaio inossidabile tradizionale?
D: Perché l'acciaio inossidabile duplex viene utilizzato nell'industria del petrolio e del gas?
D: Quali sono i gradi più comuni di acciaio inossidabile duplex?
D: In cosa differisce la saldatura dell'acciaio inossidabile duplex rispetto ad altri tipi di acciaio inossidabile?
D: L'acciaio inossidabile duplex può essere utilizzato nell'industria alimentare?
D: L'acciaio inossidabile duplex richiede un trattamento speciale durante la fabbricazione?
D: Qual è la differenza tra acciaio inossidabile duplex e super duplex?
D: Quali sono i vantaggi dell'utilizzo dell'acciaio inossidabile duplex nelle applicazioni marine?
D: L'acciaio inossidabile duplex è più costoso dell'acciaio inossidabile tradizionale?
D: In che modo la fabbricazione dell'acciaio inossidabile duplex influisce sulle sue proprietà?
D: In che modo l'acciaio inossidabile duplex viene influenzato dall'acido solforico?
D: Qual è la temperatura massima che l'acciaio inossidabile duplex può sopportare?
D: In cosa differisce l'acciaio inossidabile duplex dall'acciaio al carbonio?
D: Quali sono le applicazioni comuni dell'acciaio inossidabile duplex SAF 2205?
D: L'acciaio inossidabile duplex arrugginisce?