Duplex rozsdamentes acélA (DSS) olyan rozsdamentes acélt jelent, amelynek ferrit és ausztenit körülbelül 50%-át teszi ki. Általában a kisebb fázis tartalmának legalább 30%-nak kell lennie. Alacsony C-tartalom esetén a Cr-tartalom 18%~28%, a Ni-tartalom 3%~10%. Egyes acélok ötvözőelemeket is tartalmaznak, mint például Mo, Cu, Nb, Ti és N.
Duplex rozsdamentes acélegyesíti az ausztenit és a ferrit előnyeit és minimalizálja mindkét fázis hátrányait. A legjobb teljesítményt nyújtó duplex rozsdamentes acél összetétele az, hogy a ferrit tartalma 60% és 40% közötti, az ausztenit tartalma pedig 40% és 60% közötti. Bármely alkatrész jelentős csökkenése a duplex acél teljesítményének romlását okozza. gyengüljön.
Duplex rozsdamentes acél korrózióállósága
A duplex rozsdamentes acélok magas korrózióállóságot mutatnak az olyan környezetek túlnyomó többségében, ahol szabványos ausztenites rozsdamentes acélokat használnak. Viszonylag magas króm-, molibdén- és nitrogéntartalmuk jó ellenálló képességet biztosít a kloridos lyukasztással és korrózióval szemben. A réskorróziós teljesítmény, a kétfázisú szerkezet előnyt jelent olyan környezetben, ahol előfordulhat kloridos feszültségkorróziós repedés.
Ha a duplex rozsdamentes acél mikroszerkezete legalább 30% ferritet tartalmaz, akkor a kloridos feszültségkorróziós repedésekkel szembeni ellenállása sokkal jobb, mint az ausztenites rozsdamentes acél 304 vagy 316.
A duplex rozsdamentes acélokat általában a pontozási ellenállás ekvivalens PREN értéke alapján különböztetik meg. A pontszerű korrózióállóság ekvivalens száma a rozsdamentes acél lokális korrózióval szembeni ellenállását írja le klórtartalmú környezetben.
Az ötvözőelemek szerepe a duplex rozsdamentes acélban
Króm
Az acél krómtartalma nem lehet kevesebb, mint 10,5%, hogy stabil krómtartalmú passziváló filmet képezzen, amely megvédi az acélt a légköri korróziótól. A rozsdamentes acél korrózióállósága a krómtartalom növekedésével növekszik. A króm ferritképző elem. Króm hozzáadása az acélhoz elősegítheti a testközpontú köbös szerkezetű ferrit képződését. Ha az acél krómtartalma magasabb, több nikkelt kell hozzáadni az ausztenit vagy kétfázisú (ferrit-ausztenit) szerkezet kialakításához. A nagyobb krómmennyiség elősegítheti az intermetallikus fázisok képződését is. Az ausztenites rozsdamentes acélok krómtartalma legalább 16%, a duplex rozsdamentes acélok krómtartalma legalább 20%. A króm növelheti az acél oxidációval szembeni ellenállását is magas hőmérsékleten. A krómnak ez a szerepe nagyon fontos. Hőkezelés vagy hegesztés után befolyásolja az oxidréteg kialakulását és eltávolítását. A duplex rozsdamentes acélok pácolása és eltávolítása nehezebb, mint az ausztenites rozsdamentes acélokból.
Molibdén
A molibdén javíthatja a rozsdamentes acél lyuk- és réskorrózióval szembeni ellenállását. Ha a rozsdamentes acél krómtartalma legalább 18%, a molibdén háromszor jobban ellenáll a lyuk- és réskorróziónak, mint a króm kloridionos környezetben. A molibdén ferritképző elem, és növeli a rozsdamentes acél azon hajlamát, hogy intermetallikus fázisokat képezzenek. Ezért az ausztenites rozsdamentes acélok molibdéntartalma általában kevesebb, mint körülbelül 7,5%, a duplex rozsdamentes acélok molibdéntartalma pedig kevesebb, mint 4%.
Nitrogén
A nitrogén javítja az ausztenites és duplex rozsdamentes acélok lyuk- és réskorrózióval szembeni ellenállását. Jelentősen növelheti az acél szilárdságát is. Valójában ez a leghatékonyabb szilárd megoldás erősítő elem és olcsó ötvöző elem. A nitrogéntartalmú duplex rozsdamentes acél szívósságának javulása magasabb ausztenittartalmának és kevesebb intermetallikus fázisának köszönhető. A nitrogén nem akadályozza meg az intermetallikus fázisok kicsapódását, de késleltetheti az intermetallikus fázisok képződését, elegendő időt biztosítva a duplex rozsdamentes acél feldolgozására és gyártására. A magas króm- és molibdéntartalmú, rendkívül korrózióálló ausztenites és duplex rozsdamentes acélokhoz nitrogént adnak, hogy ellensúlyozzák a szigmafázisok kialakulását.
A duplex rozsdamentes acélok általában nitrogént tartalmaznak, és a nikkeltartalmat úgy állítják be, hogy elérjék a megfelelő fázisegyensúlyt. A kétfázisú szerkezet a króm és molibdén ferritképző elemek és az ausztenitképző elemek nikkel és nitrogén egyensúlyba hozásával érhető el.
Nikkel
A nikkel az ausztenitet stabilizáló elem. A nikkel elősegíti a rozsdamentes acél kristályszerkezetének átalakulását testközpontú köbös szerkezetről (ferrit) homlokközpontú köbös szerkezetre (ausztenit). A ferrites rozsdamentes acél kevés vagy egyáltalán nem tartalmaz nikkelt, a duplex rozsdamentes acél alacsony vagy közepes nikkelt tartalmaz, például 1,5–7%, a 300-as sorozatú ausztenites rozsdamentes acél pedig legalább 6% nikkelt. A nikkel hozzáadása késlelteti a káros intermetallikus fázisok képződését az ausztenites rozsdamentes acélokban, de a nikkel késleltető hatása a duplex rozsdamentes acélokban sokkal kevésbé hatékony, mint a nitrogén. A homlokközpontú köbös szerkezet kiváló szívósságot biztosít az ausztenites rozsdamentes acélnak. A duplex rozsdamentes acél közel fele ausztenit, így a duplex rozsdamentes acél szívóssága lényegesen nagyobb, mint a ferrites rozsdamentes acélé.
Alkalmazási területek duplex rozsdamentes acélból
A duplex rozsdamentes acél sokoldalú anyag mind erősen korrozív környezetben, mind rozsdamentes acél szerkezetek mérnöki anyagaként.
Felhasználásai közé tartozik:
Papíripar
Vegyipar és petrolkémiai ipar
Hidrometallurgia
Szerves savak és maró közegek
szennyezéscsökkentő berendezések
Vegyszertároló tartály
Offshore és partmenti alkalmazások
Sörgyári vízvezeték szerelvények
