סקירה כללית של פלדת אל חלד דופלקס
פלדת אל חלד סופר דופלקס נבדלת מדרגות דופלקס סטנדרטיות על ידי תכונות העמידות בפני קורוזיה המשופרות באופן משמעותי. זהו חומר בעל סגסוגת גבוהה עם ריכוזים גבוהים של יסודות אנטי קורוזיביים כגון כרום (Cr) ומוליבדן (Mo). כיתה הסופר דופלקס נירוסטה העיקרית, S32750, כוללת עד 28.0% כרום, 3.5% מוליבדן ו-8.0% ניקל (Ni). רכיבים אלה מקנים עמידות יוצאת דופן לחומרים קורוזיביים, לרבות חומצות, כלורידים ותמיסות קאוסטיות.
באופן כללי, פלדות אל-חלד סופר דופלקס מבוססות על היתרונות המבוססים של ציוני דופלקס עם יציבות כימית משופרת. זה הופך אותו לדרגה אידיאלית לייצור רכיבים קריטיים במגזר הפטרוכימי, כגון מחליפי חום, דוודים וציוד מכלי לחץ.
מאפיינים מכניים של פלדת אל חלד דופלקס
ציונים | ASTM A789 כיתה S32520 מטופל בחום | ASTM A790 כיתה S31803 מטופל בחום | ASTM A790 כיתה S32304 מטופל בחום | ASTM A815 Grade S32550 טיפול בחום | ASTM A815 כיתה S32205 מטופל בחום |
מודול אלסטי | 200 GPA | 200 GPA | 200 GPA | 200 GPA | 200 GPA |
הַאֲרָכָה | 25% | 25% | 25% | 15% | 20% |
חוזק מתיחה | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
קשיות ברינל | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
חוזק תשואה | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
מקדם התפשטות תרמית | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
קיבולת חום ספציפית | 440 - 502 J/(ק"ג·K) | 440 - 502 J/(ק"ג·K) | 440 - 502 J/(ק"ג·K) | 440 - 502 J/(ק"ג·K) | 440 - 502 J/(ק"ג·K) |
מוליכות תרמית | 13 - 30 W/(m·K) | 13 - 30 W/(m·K) | 13 - 30 W/(m·K) | 13 - 30 W/(m·K) | 13 - 30 W/(m·K) |
סיווג של פלדת אל חלד דופלקס
הסוג הראשון הוא סוג סגסוגת נמוכה, עם הציון המייצג של UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N). הפלדה אינה מכילה מוליבדן, וערך ה-PREN הוא 24-25. ניתן להשתמש בו במקום AISI304 או 316 בעמידות בפני קורוזיה.
l הסוג השני שייך לסוג סגסוגת בינונית, המותג המייצג הוא UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), ערך ה-PREN הוא 32-33, ועמידותו בפני קורוזיה היא בין AISI 316L ל-6% Mo+N austenitic נירוסטה.
הסוג השלישי הוא מסוג סגסוגת גבוהה, המכיל בדרך כלל 25% Cr, מוליבדן וחנקן, וחלקם מכילים גם נחושת וטונגסטן. הדרגה הסטנדרטית UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N), ערך PREN הוא 38-39, ועמידות הקורוזיה של פלדה מסוג זה גבוהה מזו של פלדת אל חלד דופלקסת Cr 22%.
l הסוג הרביעי הוא פלדת אל חלד סופר דופלקס, המכילה מוליבדן וחנקן גבוהים. הדרגה הסטנדרטית היא UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), וחלקם מכילים גם טונגסטן ונחושת. ערך PREN גדול מ-40, שניתן ליישם בתנאים בינוניים קשים. יש לו עמידות בפני קורוזיה טובה ומאפיינים מכניים מקיפים, אשר ניתן להשוות לפלדת אל חלד סופר אוסטניטית.
היתרונות של פלדת אל חלד דופלקס
כפי שצוין לעיל, Duplex בדרך כלל מתפקד טוב יותר מאשר סוגי פלדה בודדים שנמצאים בתוך המיקרו-מבנה שלו. מוטב לומר, השילוב של מאפיינים חיוביים המגיעים מיסודות אוסטניט ופריט מספק פתרון כולל טוב יותר למספר רב של מצבי ייצור שונים.
l תכונות אנטי קורוזיביות - ההשפעה של מוליבדן, כרום וחנקן על עמידות בפני קורוזיה של סגסוגות דופלקס היא עצומה. מספר סגסוגות דופלקס יכולות להתאים ולעלות על ביצועים אנטי-קורוזיביים של דרגות אוסטניטיות פופולריות כולל 304 ו-316. הן יעילות במיוחד נגד קורוזיה של חריצים ובור.
l פיצוח קורוזיה במתח - SSC מגיע כתוצאה ממספר גורמים אטמוספריים - הטמפרטורה והלחות הם הבולטים ביותר. מתח מתיחה רק מוסיף לבעיה. דרגות אוסטניטיות רגילות רגישות מאוד לסדיקת קורוזיה - פלדת אל-חלד דופלקס לא.
l קשיחות - דופלקס קשיח יותר מפלדות פריטיות - אפילו בטמפרטורות נמוכות יותר בעוד שהוא לא תואם למעשה את הביצועים של דרגות אוסטניטיות בהיבט זה.
l חוזק - סגסוגות דופלקס יכולות להיות חזקות עד פי 2 ממבנים אוסטניטיים ופריטיים כאחד. חוזק גבוה יותר פירושו שמתכת נשארת יציבה גם בעובי מופחת וזה חשוב במיוחד להפחתת רמות המשקל.