Дуплексная нержавеющая сталь (ДНС) — это тип нержавеющей стали, содержащий приблизительно равные части феррита и аустенита, при этом меньшая фаза обычно составляет не менее 30%. Содержание хрома в ДНС обычно составляет от 18% до 28%, а содержание 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 как аустенитных, так и ферритных нержавеющих сталей. По сравнению с ферритными нержавеющими сталями, дуплексная нержавеющая сталь (ДНС) обладает большей пластичностью и ударной вязкостью, не имеет хрупкости при комнатной температуре, демонстрирует улучшенную стойкость к межкристаллитной коррозии и свариваемость. В то же время она сохраняет хрупкость при 475 °C и высокую теплопроводность ферритных нержавеющих сталей, а также проявляет сверхпластичность. По сравнению с аустенитными нержавеющими сталями, ДНС обладает большей прочностью и значительно лучшей стойкостью к межкристаллитной и хлоридной коррозии под напряжением. ДНС также обладает превосходной стойкостью к питтинговой коррозии и считается никелесберегающей нержавеющей сталью.
Структура и типы
Благодаря своей двухфазной структуре из аустенита и феррита, причем каждая фаза составляет примерно половину, дуплексная нержавеющая сталь (ДНС) проявляет характеристики как аустенитных, так и ферритных нержавеющих сталей. Предел текучести ДНС колеблется от 400 МПа до 550 МПа, что вдвое выше, чем у обычных аустенитных нержавеющих сталей. ДНС обладает более высокой ударной вязкостью, более низкой температурой хрупкого перехода и значительно улучшенной стойкостью к межкристаллитной коррозии и свариваемостью по сравнению с ферритными нержавеющими сталями. Она также сохраняет некоторые свойства ферритных нержавеющих сталей, такие как хрупкость при 475 °C, высокая теплопроводность, низкий коэффициент теплового расширения, сверхпластичность и магнетизм. По сравнению с аустенитными нержавеющими сталями, ДНС обладает более высокой прочностью, особенно пределом текучести, и улучшенной стойкостью к питтинговой коррозии, коррозии под напряжением и коррозионной усталости.
Дуплексные нержавеющие стали (ДНС) классифицируются на четыре типа в зависимости от химического состава: Cr18, Cr23 (без молибдена), Cr22 и Cr25. Тип Cr25, в свою очередь, подразделяется на стандартные и супердуплексные нержавеющие стали. Среди них наиболее распространены типы Cr22 и Cr25. В Китае большинство используемых марок ДНС производятся в Швеции, включая 3RE60 (тип Cr18), SAF2304 (тип Cr23), SAF2205 (тип Cr22) и SAF2507 (тип Cr25).
Виды дуплексной нержавеющей стали
1. Низколегированный тип:Эта сталь, обозначаемая обозначением UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N), не содержит молибдена и имеет эквивалентное число стойкости к питтинговой коррозии (PREN) 24-25. Она может заменить стали AISI 304 или 316 в областях применения, требующих стойкости к коррозии под напряжением.
2. Среднелегированный тип:Представлен сплавом UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) с показателем PREN 32-33. Его коррозионная стойкость находится между показателями AISI 316L и аустенитных нержавеющих сталей с содержанием Mo+N 6%.
3. Высоколегированный тип:Обычно содержит 25% хрома, а также молибден и азот, иногда медь и вольфрам. Представлена сталью UNS S32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N) с показателем PREN 38-39, обладающей лучшей коррозионной стойкостью, чем дуплексная нержавеющая сталь с содержанием хрома 22%.
4. Супердуплексная нержавеющая сталь:Содержит большое количество молибдена и азота, что подтверждается сплавом UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), иногда также включающим вольфрам и медь, с показателем PREN выше 40. Подходит для работы в агрессивных средах, обладает превосходными коррозионными и механическими свойствами, сравнимыми с супераустенитными нержавеющими сталями.
Марки дуплексной нержавеющей стали в Китае
Новый китайский стандарт GB/T 20878-2007 «Марки и химический состав нержавеющей и жаропрочной стали» включает в себя множество марок дуплексной нержавеющей стали, таких как 14Cr18Ni11Si4AlTi, 022Cr19Ni5Mo3Si2N и 12Cr21Ni5Ti. Кроме того, хорошо известная дуплексная сталь 2205 соответствует китайской марке 022Cr23Ni5Mo3N.
Характеристики дуплексной нержавеющей стали
Благодаря своей двухфазной структуре, достигаемой за счет надлежащего контроля химического состава и процесса термообработки, дуплексная нержавеющая сталь (ДНС) сочетает в себе преимущества как ферритных, так и аустенитных нержавеющих сталей. Она наследует превосходную ударную вязкость и свариваемость аустенитных нержавеющих сталей, а также высокую прочность и стойкость к коррозии под напряжением в хлоридах, характерные для ферритных нержавеющих сталей. Эти превосходные свойства позволили ДНС быстро развиваться как свариваемый конструкционный материал с 1980-х годов, став сопоставимой с мартенситными, аустенитными и ферритными нержавеющими сталями. ДНС обладает следующими характеристиками:
1. Устойчивость к коррозии под воздействием хлоридов:ДПС, содержащая молибден, демонстрирует превосходную устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением в хлоридах 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, ДПС хорошо зарекомендовала себя в средах, содержащих следовые количества хлоридов и сероводорода, что делает ее пригодной для теплообменников и испарителей.
2. Стойкость к точечной коррозии:Дугласова нержавеющая сталь (DSS) обладает превосходной стойкостью к точечной коррозии. При одинаковом эквивалентном значении стойкости к точечной коррозии (PRE = Cr% + 3,3Mo% + 16N%) дугласова нержавеющая сталь и аустенитные нержавеющие стали демонстрируют схожие критические потенциалы точечной коррозии. Стойкость дугласовой нержавеющей стали к точечной и щелевой коррозии, особенно в высокохромистых, азотсодержащих типах, превосходит стойкость стали AISI 316L.
3. Коррозионная усталость и износ. Коррозионная стойкость:DSS хорошо зарекомендовал себя в некоторых агрессивных средах, что делает его пригодным для использования в насосах, клапанах и другом силовом оборудовании.
4. Механические свойства:ДСС обладает высокой прочностью и усталостной прочностью, при этом предел текучести вдвое превышает предел текучести аустенитных нержавеющих сталей 18-8. В состоянии после термической обработки относительное удлинение достигает 25%, а значение ударной вязкости АК (V-образный надрез) превышает 100 Дж.
5. Свариваемость:Дугласова сталь (DSS) обладает хорошей свариваемостью и низкой склонностью к образованию горячих трещин. Предварительный нагрев перед сваркой, как правило, не требуется, а термообработка после сварки не нужна, что позволяет сваривать аустенитные нержавеющие стали 18-8 или углеродистые стали.
6. Горячая обработка:Низкохромная (18% Cr) дуплексная нержавеющая сталь имеет более широкий диапазон температур горячей обработки и более низкое сопротивление, чем аустенитные нержавеющие стали 18-8, что позволяет производить ее методом прямой прокатки в листы без ковки. Высокохромная (25% Cr) дуплексная нержавеющая сталь несколько сложнее поддается горячей обработке, но из нее можно производить листы, трубы и проволоку.
7. Холодная обработка:Дугласова нержавеющая сталь демонстрирует большее упрочнение при холодной обработке, чем аустенитные нержавеющие стали 18-8, что требует более высокого начального напряжения для деформации при формовании труб и листового металла.
8. Теплопроводность и коэффициент теплового расширения:Дугласова нержавеющая сталь обладает более высокой теплопроводностью и более низкими коэффициентами теплового расширения по сравнению с аустенитными нержавеющими сталями, что делает ее пригодной для футеровки оборудования и производства композитных пластин. Она также идеально подходит для сердечников труб теплообменников, обеспечивая более высокую эффективность теплообмена, чем аустенитные нержавеющие стали.
9. Хрупкость:ДСС сохраняет склонность к хрупкости, характерную для высокохромистых ферритных нержавеющих сталей, и непригодна для использования при температурах выше 300 °C. Чем ниже содержание хрома в ДСС, тем менее склонна она к образованию хрупких фаз, таких как сигма-фаза.
Производственные преимущества 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 обеспечить независимый контроль и окончательную инспекцию, гарантируя соответствие самым высоким стандартам качества.
Изделия из дуплексной нержавеющей стали компании Womic Steel известны своими следующими характеристиками:
Высококачественное сырье:Мы используем только лучшие сырьевые материалы, чтобы обеспечить превосходные характеристики нашей продукции.
Передовые производственные технологии:Наши современные производственные мощности и опытная команда позволяют нам выпускать дуплексную нержавеющую сталь с точным химическим составом и механическими свойствами.
Настраиваемые решения:Мы предлагаем широкий выбор размеров и характеристик, чтобы удовлетворить специфические потребности наших клиентов.
Строгий контроль качества:Наши строгие процессы контроля качества гарантируют, что каждый продукт соответствует самым высоким стандартам качества.
Глобальный охват:Благодаря развитой экспортной сети компания Womic Steel поставляет дуплексную нержавеющую сталь клиентам по всему миру, обеспечивая различные отрасли промышленности надежными и высокоэффективными материалами.
Выберите Womic Steel для своих нужд в области дуплексной нержавеющей стали и оцените непревзойденное качество и сервис, которые выделяют нас в отрасли.
Дата публикации: 29 июля 2024 г.