Oțel inoxidabil duplex(DSS) se referă la oțel inoxidabil cu ferită și austenită, fiecare reprezentând aproximativ 50%. În general, conținutul fazei mai mici trebuie să fie de cel puțin 30%. În cazul conținutului scăzut de C, conținutul de Cr este de 18%~28% și conținutul de Ni este de 3%~10%. Unele oțeluri conțin și elemente de aliere precum Mo, Cu, Nb, Ti și N.
Oțel inoxidabil duplexcombină avantajele austenitei și feritei și minimizează dezavantajele ambelor faze. Compoziția oțelului inoxidabil duplex cu cele mai bune performanțe este aceea că conținutul de ferită este între 60% și 40%, iar conținutul de austenită este între 40% și 60%. O reducere substanțială a oricăreia dintre componente va determina deteriorarea performanței oțelului duplex. slăbi.
Rezistența la coroziune a oțelului inoxidabil duplex
Oțelurile inoxidabile duplex prezintă o rezistență ridicată la coroziune în marea majoritate a mediilor în care sunt utilizate oțeluri inoxidabile austenitice standard. Conținutul lor relativ ridicat de crom, molibden și azot le conferă o bună rezistență la stropirea clorurii și la coroziune. Performanța la coroziune în crăpături, structura dublă fază este un avantaj în mediile în care poate apărea fisurarea coroziunii prin coroziune sub tensiune.
Dacă microstructura oțelului inoxidabil duplex conține cel puțin 30% ferită, rezistența sa la fisurarea prin coroziune sub tensiune este mult mai bună decât oțelul inoxidabil austenitic 304 sau 316.
Oțelurile inoxidabile duplex se disting, de obicei, pe baza valorii PREN a numărului echivalent al rezistenței la pitting. Numărul echivalent al rezistenței la coroziune la pitting descrie rezistența oțelului inoxidabil la coroziune localizată într-un mediu care conține clor.
Rolul elementelor de aliere din oțel inoxidabil duplex
Crom
Conținutul de crom din oțel nu trebuie să fie mai mic de 10,5% pentru a forma o peliculă stabilă de pasivare care conține crom pentru a proteja oțelul de coroziunea atmosferică. Rezistența la coroziune a oțelului inoxidabil crește odată cu creșterea conținutului de crom. Cromul este un element care formează ferită. Adăugarea de crom în oțel poate promova formarea de ferită cu o structură cubică centrată pe corp. Când conținutul de crom din oțel este mai mare, trebuie adăugat mai mult nichel pentru a forma o structură austenită sau dublă (ferită-austenită). Cantități mai mari de crom pot favoriza și formarea fazelor intermetalice. Oțelurile inoxidabile austenitice au un conținut de crom de cel puțin 16%, iar oțelurile inoxidabile duplex au un conținut de crom de cel puțin 20%. De asemenea, cromul poate crește rezistența la oxidare a oțelului la temperaturi ridicate. Acest rol al cromului este foarte important. Afectează formarea și îndepărtarea depunerilor de oxid sau a culorii temperate după tratamentul termic sau sudare. Decaparea și îndepărtarea culorii temperate din oțelurile inoxidabile duplex este mai dificilă decât din oțelurile inoxidabile austenitice.
Molibden
Molibdenul poate îmbunătăți rezistența oțelului inoxidabil la coroziune cu sâmburi și fisuri. Când conținutul de crom din oțelul inoxidabil este de cel puțin 18%, molibdenul este de trei ori mai rezistent la coroziune cu sâmburi și crăpături decât cromul într-un mediu cu ioni de clorură. Molibdenul este un element care formează ferită și, de asemenea, crește tendința oțelului inoxidabil de a forma faze intermetalice. Prin urmare, oțelurile inoxidabile austenitice au de obicei un conținut de molibden mai mic de aproximativ 7,5%, iar oțelurile inoxidabile duplex au un conținut de molibden mai mic de 4%.
Azot
Azotul îmbunătățește rezistența oțelurilor inoxidabile austenitice și duplex la coroziune cu sâmburi și fisuri. De asemenea, poate crește semnificativ rezistența oțelului. De fapt, este cel mai eficient element de întărire a soluției solide și element de aliere cu cost redus. Îmbunătățirea tenacității oțelului inoxidabil duplex care conține azot se datorează conținutului său mai mare de austenită și fazei intermetalice mai puține. Azotul nu previne precipitarea fazelor intermetalice, dar poate întârzia formarea fazelor intermetalice, permițând suficient timp pentru prelucrarea și fabricarea oțelului inoxidabil duplex. Azotul este adăugat oțelurilor inoxidabile austenitice și duplex cu un conținut ridicat de crom și molibden cu rezistență ridicată la coroziune, pentru a contracara tendința acestora de a forma faze sigma.
Oțelurile inoxidabile duplex au în general adăugat azot și conținutul de nichel ajustat pentru a obține echilibrul de fază adecvat. Structura bifazată poate fi obținută prin echilibrarea elementelor formatoare de ferită crom și molibden cu elementele formatoare de austenită nichel și azot.
Nichel
Nichelul este un element care stabilizează austenita. Nichelul promovează transformarea structurii cristaline a oțelului inoxidabil dintr-o structură cubică centrată pe corp (ferită) într-o structură cubică centrată pe față (austenită). Oțelul inoxidabil feritic conține puțin sau deloc nichel, oțelul inoxidabil duplex conține nichel scăzut până la moderat, cum ar fi 1,5% până la 7%, iar oțelul inoxidabil austenitic din seria 300 conține cel puțin 6% nichel. Adăugarea de nichel întârzie formarea fazelor intermetalice dăunătoare în oțelurile inoxidabile austenitice, dar efectul de întârziere al nichelului în oțelurile inoxidabile duplex este mult mai puțin eficient decât azotul. Structura cubică centrată pe față conferă oțelului inoxidabil austenitic o rezistență excelentă. Aproape jumătate din oțelul inoxidabil duplex este austenită, astfel încât duritatea oțelului inoxidabil duplex este semnificativ mai mare decât cea a oțelului inoxidabil feritic.
Domenii de aplicare a oțelului inoxidabil duplex
Oțelul inoxidabil duplex este un material versatil atât în medii foarte corozive, cât și ca materiale de inginerie pentru structurile din oțel inoxidabil.
Utilizările sale includ:
Industria hârtiei
Industria chimică și petrochimică
Hidrometalurgia
Acizi organici și medii caustice
echipamente de control al poluării
Rezervor de stocare chimică
Aplicații offshore și de coastă
Instalații sanitare pentru berărie
