Duplex čelik: opis, karakteristike i karakteristike

Duplex čelik danas postaje sve popularniji. Gotovo sva preduzeća iz oblasti metalurgije bave se proizvodnjom ove vrste nerđajućih legura. , Više o tome šta je duplex steel i koje prednosti ima možete pročitati u ovom članku.

Opće informacije

Duplex steel stekao je svjetsko priznanje. Koje karakteristike ima? Prvo, velika čvrstoća ovog materijala omogućava vam smanjenje konačne težine bilo kojeg proizvoda. Drugo, poznat je po velikoj otpornosti na koroziju. Ovo je posebno uočljivo kada se razmatra otpornost na koroziju.

Vrijedi reći da u ovom trenutku sirovine još nisu postale poznate proizvođačima, pa se stoga svakih nekoliko godina održavaju konferencije na kojima se razmatraju tehnički članci o svim karakteristikama dupleks čelika. Do sada, uprkos prilično velikom interesovanju za ovu vrstu proizvoda, udeo na svetskom tržištu iznosi samo 1-3%.

Istorija porijekla

Vrijedi napomenuti da je ideja stvaranja dupleks čelika rođena 1920. godine. Ali prvi materijal rođen je samo 1930. godine u Švedskoj. Rasprostranjena distribucija i upotreba ove vrste sirovina počela je tek u posljednjoj deceniji. Glavni razlog za to leži u činjenici da u ovim godinama proizvodna tehnologija je znatno poboljšana. Konkretno, proizvođači imaju priliku da preciznije regulišu sadržaj azota.

Da biste razumeli prednosti i razlog za rođenje dupleks nerđajućeg čelika, neophodno je razumeti druge dve glavne vrste.

Austenitne legure, koje predstavlja brend AISI 304 ili 08X18H10, kao i feritne klase AISI 430 ili 12x17 su prilično jednostavne za proizvodnju. As njihovo ime implicira, sastoje se uglavnom od austenita ili ferita. Uprkos prilično širokoj primjeni, imaju tehničke nedostatke.

Nedostaci tradicionalnih čelika

Ako govorimo o austenitnim čelicima, onda nedostaci uključuju nizak indeks čvrstoće, kao i malu otpornost na korozijsko pucanje. Što se tiče feritnog materijala, njegova snaga je nešto veća, ali ipak "falls" kratak od ideala. Osim toga, zavarljivost čelika uvelike se pogoršava s povećanjem debljine materijala, a na niskim temperaturama postaje prilično lomljiv.

Još jedan mali nedostatak austenitne legure je sadržaj nikla u sastavu. To dovodi do veće cijene proizvoda, za koju, naravno, nijedan krajnji korisnik nije zadovoljan.

Prednosti dupleksa

Ideja o stvaranju dupleks nerđajućeg čelika proizašla je iz želje za izjednačavanjem feritnog i austenitnog osnova za dobijanje novog, kvalitetnijeg materijala. Približno ista količina feritnog i austenitnog čelika rezultirala je sljedećim prednostima:

• Visok indeks snage. Raspon snage prinosa od 0,2% će biti od 400 do 450 MPa, što je 150-200 MPa više od indeksa koji se može posmatrati u austenitnim ili feritnim legurama. Ovo je dovelo do činjenice, da je to moguće za smanjenje debljine proizvoda, a da pritom ne izgubite snagu. A smanjenje debljine prouzrokovalo je smanjenje konačne mase. Ovo je veoma važno u oblasti građevinskih konstrukcija, rezervoara i posuda pod pritiskom.
• Koje prednosti duplex čelik ima pored snage? Zavarivost metala je prilično dobra čak i sa velikom debljinom.
• Visoka snaga udara. Mnogo bolje od feritnih legura. Ovo je posebno tačno u slučajevima kada je ambijent air temperatura značajno pada na -50, a ponekad i na -80 stepeni Celzijusa.
• Visoka otpornost na koroziju. Austenitni materijali su veoma skloni ovom defektu. Ovaj parametar igra važnu ulogu u oblastima proizvodnje kao što su rezervoari za kuvanje, Pogoni za preradu, okviri za bazene.
• Dupleks čelični kotlovi su mnogo pouzdaniji od austenitnih.

Pucanje

Trenutno, obični čelik podliježe takvom kvaru kao što je korozijsko krekiranje ili SCC-stresno Korozijsko krekiranje. Ova vrsta korozije obično se javlja pod određenim uslovima. Uzročnik može biti jak zatezni stres, povišena temperatura (50 stepeni Celzijusa iznad nule). A ako govorimo o bazenima, onda se zbog stalnog izlaganja vodi ova vrsta korozije može očitovati na 25 stepeni.

Ovaj nedostatak prilično snažno utiče na vrste austenitnog čelika. Feritna legura ima veću pouzdanost u tom pogledu, kao i duplex nerđajući čelik a890 3a prema ASTM-u i drugim brendovima. Veliki koeficijent otpora omogućava upotrebu ovog materijala u proizvodnji grijača vode, rezervoara za pivo, postrojenja za desalinizaciju. Odnosno, tamo gde postoji povećana temperatura i kontakt sa tečnostima.

Zabranjeno je napraviti okvire bazena od običnih austenitnih čelika uopšte zbog ovog nedostatka. Ranije je bilo potrebno koristiti leguru sa veoma povišen sadržaj nikla, što je dovelo do povećanja troškova proizvoda. Do danas se može koristiti duplex ili super duplex čelik.

"Super" i "hiper" dupleks materijal

Vrijedi reći da ako se nikl doda feritnom hromiranom čeliku, moguće je dobiti mješovitu osnovnu strukturu. Odnosno, sadržaće i austenit i ferit. Kao što je već postalo jasno, upravo se ta mješavina počela zvati dupleks materijal. "Super" ili "hiper" duplex čelični prefiksi ukazuju na to da sirovina sadrži povećanu količinu legirajućih komponenti. Ovo ukazuje na još veću otpornost na koroziju od konvencionalnih materijala.

"Super" i "hiper" duplex čelik se prilično aktivno koristi u opremi za proizvodnju gasa. Pored toga, sirovine se koriste u prehrambenoj, hemijskoj, građevinskoj, pa čak i medicinskoj industriji.

Materijal za zavarivanje

Uprkos dobroj zavarljivosti ovog proizvoda, treba poštovati određena pravila. Prije početka zavarivačkog rada, potrebno vam je da obratim pažnju na sljedeće:

• kako bi se osigurao dobar kvalitet prodora materijala, razmak u korijenu pristajanja i ugao rezanja Ivica trebaju biti nešto veći nego kod konvencionalnog čelika;
• preporučuje se da se mjesto spoja, kao i metal oko ovog mjesta, temeljito očisti od bilo kakve kontaminacije;
• mogu se koristiti samo četke od metalne žice sa otpornošću na koroziju;
• elektroda za zavarivanje mora biti suha.

Tokom zavarivanja dupleks čelika treba poštovati sledeća pravila:

• Veoma je važno pratiti parametar kao što je unos toplote. Ne smije biti preniska ili, obrnuto, previsoka. Za konvencionalni dupleks čelik, tokom zavarivanja treba držati raspon od 0,5-2,5 kJ/mm. Osim toga, temperatura između prolaza ne smije biti veća od 200 stepeni Celzijusa.
• Vaga se ne smije pojavljivati na poleđini šava. Ovde je veoma važno izabrati pravi gas koji će zaštititi koren šava. Najčešće se mješavina plinova kao što su argon visoke čistoće i vodonik ili azot koristi u zaštitne svrhe.
• Zavarivanje treba da obavlja samo visoko kvalifikovani specijalista. To je zbog činjenice da će na mjestima opekotina metal uvelike povećati sklonost koroziji, a postoji i velika vjerovatnoća pukotina.
• Tokom operacija zavarivanja ne pravite široke poprečne vibracije elektrode. To može dovesti do prevelikog unosa toplote, što je u suprotnosti sa pravilima.

Posao nakon zavarivanja

Postoje određene preporuke koje treba poštovati i nakon zavarivanja.

• Da bi se osigurala visoka zaštita od korozije taloženog metala, treba ga temeljito očistiti. Potrebno je u potpunosti ukloniti oksidni film i ukloniti sve ostatke šljake.
• Radovi čišćenja se obavljaju samo ručno i samo sa žičanom četkom sa svojstvima otpornosti na koroziju. Ako se koriste mehanički uređaji, To može dovesti do pojave mikro-suza u području šava, što će smanjiti njegovu snagu.
• Najčešće više nije potrebna toplotna obrada šava nakon zavarivanja.

Nedostaci sirovina

Uprkos širenju materijala i njegovim naizgled očiglednim i značajnim prednostima, on još uvijek nije dobio univerzalno priznanje i, najvjerovatnije, nikada neće zauzeti vodeću poziciju na tržištu. To je zbog nekoliko nedostataka za koje vrijedi znati. Zbog njih će takva legura uvek biti "niche".

Trebali biste odmah početi sa visokom čvrstoćom materijala. Čini se da je to značajna prednost, ali postaje veliki nedostatak kada postane neophodno obrađivati metal mehaničkim putem ili pritiskom. Drugi nedostatak visoke snage je snažno smanjenje mogućnosti plastične deformacije. Iz tog razloga, dupleks sirovine zapravo nisu pogodni za proizvodnju bilo kojih proizvoda koji moraju imati visoku plastičnost.

Čak i u slučajevima kada je plastičnost, čini se, prihvatljiva nivo za posao, još uvijek morate staviti puno truda. Iz tog razloga se dupleks čelici i legure za naftne i gasne armature ne koriste prečesto.

Sledeći nedostatak je velika tehnološka složenost dupleks topljenja nerđajućeg čelika. Austenitni i feritni materijali su mnogo lakši za topljenje. Da tehnologija proizvodnje je povrijeđena, , posebno tokom termičke obrade, pored austenita i ferita, u materijalu će se formirati i druge faze, što uopšte nije poželjno. Najčešće, Sigma faza ili lomljivost od 475 stepeni.

Neželjene faze u sirovinama

Sigma faza se formira u takvom proizvodu na 1000 stepeni Celzijusa i više. Obično se takve temperature dešavaju ako proces hlađenja nakon zavarivanja ili tokom procesa proizvodnje nije dovoljno brz. Osim toga, što je više legirajućih elemenata sadržano u sastavu, veća je vjerovatnoća takve faze. Drugim riječima, izuzetno je teško stvoriti Super-dupleks ili hiper-dupleks čelik.

Što se tiče krhkosti od 475 stepeni, ona se pojavljuje u slučaju formiranja faze koja se zove alfa-moždani udar. Kao što ime govori, najopasnija temperatura je 475 stepeni Celzijusa, ali problem se može pojaviti i pri mnogo nižim stopama, oko 300 stepeni. Zbog toga se nameće maksimalno ograničenje temperature za upotrebu proizvoda od ove vrste sirovina. Naravno, zbog toga je opseg primene čelika još sužen.

Na osnovu svega navedenog možemo izvući sljedeći zaključak. Dupleks vrste čelika su dobro rešenje i zamena za standardne materijale, ali u veoma uskom području.

Rezultati

Dupleks legura je mnogo manje rasprostranjena od ostalih vrsta metala. Ipak, popularan je u određenim oblastima. Najčešće se koristi u petrohemijskom polju, automobilskoj industriji i u proizvodnji bazena. Odlična zavarljivost, otpornost na koroziju i visoka otpornost na habanje čine ovaj materijal pravim poklonom za mnoge.