Дуплексная нержавеющая сталь (DSS) — это тип нержавеющей стали, содержащий примерно равные доли феррита и аустенита, при этом доля ферритной фазы обычно составляет не менее 30%. Содержание хрома в DSS обычно составляет от 18% до 28%, а никеля — от 3% до 10%. Некоторые дуплексные нержавеющие стали также содержат легирующие элементы, такие как молибден (Mo), медь (Cu), ниобий (Nb), титан (Ti) и азот (N).
Эта категория стали сочетает в себе характеристики аустенитных и ферритных нержавеющих сталей. По сравнению с ферритными нержавеющими сталями, DSS обладает более высокой пластичностью и вязкостью, отсутствием хрупкости при комнатной температуре, а также улучшенной стойкостью к межкристаллитной коррозии и свариваемостью. При этом она сохраняет хрупкость при 475 °C и высокую теплопроводность ферритных нержавеющих сталей, а также обладает сверхпластичностью. По сравнению с аустенитными нержавеющими сталями, DSS обладает более высокой прочностью и значительно лучшей стойкостью к межкристаллитной и хлоридной коррозии под напряжением. DSS также обладает превосходной стойкостью к точечной коррозии и считается никельсберегающей нержавеющей сталью.
Структура и типы
Благодаря своей двухфазной структуре, состоящей из аустенита и феррита, где каждая фаза составляет примерно половину, DSS проявляет характеристики как аустенитных, так и ферритных нержавеющих сталей. Предел текучести DSS составляет от 400 МПа до 550 МПа, что вдвое больше, чем у обычных аустенитных нержавеющих сталей. DSS имеет более высокую ударную вязкость, более низкую температуру хрупкого перехода и значительно улучшенную стойкость к межкристаллитной коррозии и свариваемость по сравнению с ферритными нержавеющими сталями. Она также сохраняет некоторые свойства ферритной нержавеющей стали, такие как хрупкость при 475 °C, высокую теплопроводность, низкий коэффициент теплового расширения, сверхпластичность и магнетизм. По сравнению с аустенитными нержавеющими сталями, DSS имеет более высокую прочность, особенно предел текучести, и улучшенную стойкость к точечной коррозии, коррозии под напряжением и коррозионной усталости.
В зависимости от химического состава DSS можно разделить на четыре типа: Cr18, Cr23 (без Mo), Cr22 и Cr25. Сталь типа Cr25, в свою очередь, подразделяется на стандартную и супердуплексную нержавеющую сталь. Среди них наиболее распространены стали Cr22 и Cr25. В Китае большинство марок DSS, используемых в Китае, производятся в Швеции, включая 3RE60 (тип Cr18), SAF2304 (тип Cr23), SAF2205 (тип Cr22) и SAF2507 (тип Cr25).
Типы дуплексной нержавеющей стали
1. Низколегированный тип:Эта сталь, представленная маркой UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N), не содержит молибдена и имеет эквивалентное число стойкости к питтинговой коррозии (PREN) 24–25. Она может заменить AISI 304 или 316 в областях применения, где требуется стойкость к коррозии под напряжением.
2. Среднелегированный тип:Представлена маркой UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) с индексом PREN 32–33. По коррозионной стойкости она находится между AISI 316L и аустенитными нержавеющими сталями с 6% Mo+N.
3. Высоколегированный тип:Обычно содержит 25% Cr, а также молибден и азот, иногда медь и вольфрам. Эта сталь, представленная маркой UNS S32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N), с индексом PREN 38-39, обладает лучшей коррозионной стойкостью, чем 22% Cr DSS.
4. Супердуплексная нержавеющая сталь:Содержит большое количество молибдена и азота, представленного маркой UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), иногда также вольфрам и медь, с показателем PREN выше 40. Подходит для эксплуатации в суровых условиях, обладает превосходными коррозионными и механическими свойствами, сопоставимыми с супераустенитными нержавеющими сталями.
Марки дуплексной нержавеющей стали в Китае
Новый китайский стандарт GB/T 20878-2007 «Марки и химический состав нержавеющих и жаропрочных сталей» включает множество марок стали DSS, таких как 14Cr18Ni11Si4AlTi, 022Cr19Ni5Mo3Si2N и 12Cr21Ni5Ti. Кроме того, известная дуплексная сталь 2205 соответствует китайской марке 022Cr23Ni5Mo3N.
Характеристики дуплексной нержавеющей стали
Благодаря своей двухфазной структуре, а также благодаря правильному контролю химического состава и процесса термической обработки, DSS сочетает в себе преимущества ферритных и аустенитных нержавеющих сталей. Она унаследовала отличную прочность и свариваемость аустенитных нержавеющих сталей, а также высокую прочность и стойкость к хлоридной коррозии под напряжением ферритных нержавеющих сталей. Эти превосходные свойства обеспечили быстрое развитие DSS как свариваемого конструкционного материала с 1980-х годов, став сопоставимой с мартенситными, аустенитными и ферритными нержавеющими сталями. DSS обладает следующими характеристиками:
1. Стойкость к хлоридной коррозии под напряжением:Сталь DSS, содержащая молибден, демонстрирует отличную стойкость к хлоридной коррозии под напряжением при низких уровнях напряжения. В то время как аустенитные нержавеющие стали 18-8 склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением в нейтральных хлоридных растворах при температуре выше 60 °C, DSS хорошо работает в средах, содержащих следовые количества хлоридов и сероводорода, что делает её пригодной для теплообменников и испарителей.
2. Стойкость к точечной коррозии:DSS обладает превосходной стойкостью к точечной коррозии. При одинаковом эквиваленте стойкости к точечной коррозии (PRE = Cr% + 3,3Mo% + 16N%), DSS и аустенитные нержавеющие стали демонстрируют схожий потенциал критической питтинговой коррозии. Стойкость DSS к точечной и щелевой коррозии, особенно для высокохромистых и азотсодержащих марок, превосходит стойкость стали AISI 316L.
3. Коррозионная усталость и износостойкость:DSS хорошо себя проявляет в некоторых коррозионных средах, что делает его пригодным для насосов, клапанов и другого энергетического оборудования.
4. Механические свойства:Сталь DSS обладает высокой прочностью и усталостной прочностью, её предел текучести вдвое превышает аналогичный показатель аустенитных нержавеющих сталей 18-8. В состоянии после отжига на твердый раствор её относительное удлинение достигает 25%, а значение ударной вязкости AK (с V-образным надрезом) превышает 100 Дж.
5. Свариваемость:Сталь DSS обладает хорошей свариваемостью и низкой склонностью к образованию горячих трещин. Предварительный подогрев перед сваркой, как правило, не требуется, как и послесварочная термообработка, что позволяет сваривать её с аустенитными нержавеющими сталями 18-8 или углеродистыми сталями.
6. Горячая обработка:Сталь DSS с низким содержанием хрома (18%Cr) имеет более широкий диапазон температур горячей обработки и более низкое сопротивление, чем аустенитные нержавеющие стали 18-8, что позволяет производить её прокаткой в листы без ковки. Сталь DSS с высоким содержанием хрома (25%Cr) несколько сложнее в горячей обработке, но может быть использована для производства листов, труб и проволоки.
7. Холодная обработка:Сталь DSS демонстрирует большее упрочнение при холодной обработке, чем аустенитные нержавеющие стали 18-8, требуя более высокого начального напряжения для деформации во время формовки труб и листов.
8. Теплопроводность и расширение:DSS обладает более высокой теплопроводностью и более низким коэффициентом теплового расширения по сравнению с аустенитными нержавеющими сталями, что делает её пригодной для футеровки оборудования и производства композитных пластин. Она также идеально подходит для изготовления сердцевин труб теплообменников, обладая более высокой эффективностью теплообмена, чем аустенитные нержавеющие стали.
9. Хрупкость:Сталь DSS сохраняет тенденцию к хрупкости, характерную для высокохромистых ферритных нержавеющих сталей, и не подходит для использования при температурах выше 300 °C. Чем ниже содержание хрома в стали DSS, тем меньше она склонна к образованию хрупких фаз, таких как сигма-фаза.
Преимущества производства Womic Steel
Компания Womic Steel — ведущий производитель дуплексной нержавеющей стали, предлагающий широкий ассортимент продукции, включая трубы, листы, прутки и проволоку. Наша продукция соответствует основным международным стандартам и сертифицирована по стандартам ISO, CE и API. Мы можем организовать независимый надзор и окончательный контроль, гарантируя соблюдение высочайших стандартов качества.
Изделия из дуплексной нержавеющей стали компании Womic Steel известны своими:
Высококачественное сырье:Мы используем только лучшее сырье, чтобы гарантировать превосходные эксплуатационные характеристики продукции.
Передовые технологии производства:Наши современные производственные мощности и опытная команда позволяют нам производить дуплексную нержавеющую сталь с точным химическим составом и механическими свойствами.
Настраиваемые решения:Мы предлагаем широкий ассортимент размеров и спецификаций для удовлетворения конкретных потребностей наших клиентов.
Строгий контроль качества:Наши строгие процессы контроля качества гарантируют, что каждый продукт соответствует самым высоким стандартам совершенства.
Глобальный охват:Благодаря развитой экспортной сети компания Womic Steel поставляет дуплексную нержавеющую сталь клиентам по всему миру, обеспечивая различные отрасли промышленности надежными и высокопроизводительными материалами.
Выбирайте Womic Steel для своих нужд в области дуплексной нержавеющей стали и испытайте на себе непревзойденное качество и обслуживание, которые отличают нас в отрасли.
Время публикации: 29 июля 2024 г.