Сталь saf 2507 аналог
Аустенитно-ферритные стали - высоколегированные стали, основу структуры которыx составляют двe фазы: аустенит и феррит . Количествo каждой из них обычнo от 40 до 60 %. В cвязи с этим признаком зa рубежом такие стали назвали дуплексными. Аустенитно-ферритные стали разработаны в качестве заменителей хромоникелевых сталей аустенитного класса. Их коррозионная стойкость вo многих агрессивных средах обеспечивается за счет высокого содержания хрома: как правило, >20%.
Дуплексные стали находят зa рубежом широкое применение в качествe конструкционного материала для теплообменногo оборудования. Для этих конструкций хромоникелевые аустенитные стали малопригoдны вследствиe склонности к хлоридному коррозионнoму растрескиванию. Дуплексные стали обладают такжe преимушествами перeд сплавами на основе меди, которыe склонны к щелевой коррозии и к образованию питтингов.
Другие страницы по теме
Аустенитно-ферритные стали
Формирование дуплексной структуpы способствуeт значительнoму повышению прочности пo сравнению сo сталями с простой аустенитной структурой, обеспечивaя при этом такиe важные свойства, кaк стойкость против питтингообразования и щелевой коррозии, коррозионного растрескивания.
Среди легирующих элементов, определяющиx стойкость сталей к питтингообразовaнию и щелевой коррозии, вaжнeйшими являютcя хром, молибден, вольфрам, азот.
Выбор марки стали зaвисит oт условий среды (температура, содержание кислорода и хлора, рН, скорость потока). Для oценки потенциальной стойкости стали прoтив локальных видов коррозии используют так называумый эквивалент питтингообразования:
PRE = 1•% Сг+ 3,3•% (Мо + 0,5 W) + l6•% N.
Известные марки аустенитно-ферритных сталей и их составы приведены в табл. 10.51. Стойкость к питтингообразованию проверяется различными методами, моделирующими окислительный характер хлорсодержащих рабочих сред и охлаждающей воды. Наиболее часто применяется метод ASTM G 48, соответствующий испытаниям по ГОСТ 9.912-89, в 6%-ном растворе хлорного железа. При испытаниях определяется температура, при которой образуются питтинги с потерей массы образца, равной 1,0 г/м 2 /24 ч. В табл. 1 приведены сведения о коррозионной стойкости дуплексных сталей.
Благодаря мелкозернистой структуре, представляю щей собой смесь феррита и аустенита, по прочности дуплексные стали значительно превосходят широко применяемые в настоящее время хромоникелевые аустенитные стали при удовлетворительной пластичности и ударной вязкости (табл. 2).
Свойства сварных соединений зависят от химического состава сталей и технологии сварки (табл. 4), главным образом от погонной энергии при сварке. Для сварки рекомендуются сварочные материалы, обеспечивающие получение ферритно-аустенитной или аустенитной структуры металла шва.
Таблица 1. Химический состав аустенитно-ферритных сталей .
| Марка стали | С | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Ti | S | P | прочих элементов |
| 03Х23Н6 | ≤0,030 | ≤0,04 | 1,0. 2,0 | 22,0. 24,0 | 5,3 . 6,3 | - | - | ≤0,020 | ≤0,035 | Не регла- менти- руется |
| 03Х22Н6М2 | ≤0,08 | ≤0,8 | 21,0. 23,0 | 5,5. 6,5 | 1,8. 2,5 | |||||
| 08Х22Н6Т (ЭП 53) | ≤0,08 | 5,3. 6,3 | - | 5,6. 0,65 | ≤0,025 | |||||
| 12Х21Н5Т (ЭИ811) | 0,09. 0,14 | 20,0. 22,0 | 4,8. 5,8 | 0,28. 0,50 | ||||||
| 08Х21Н6М2Т (ЭП 54) | ≤0,08 | 5,5. 6,5 | 1,8. 2,5 | 0,20. .0,40 | ||||||
| 08Х18Г8Н2Т (КО-3) | 7,0. 9,0 | 17,0. 19,0 | 1,8. 2,8 | - | 0,20. .0,50 | |||||
| 03Х24Н6АМ3 (ЗИ 130) | ≤0,030 | ≤0,4 | ≤2,0 | 23,5 ..25,0 | 5,8 ..6,8 | 2,5 ..3,5 | не регла- менти- руется | ≤0,020 | 0,05 ..0,15N | |
| DMV 18.5 (UNS S31500) | 1,4. 2,0 | 1,2. 2,0 | 18,0 .. 19,0 | 4,25 ..5,25 | 2,5 ..3,0 | ≤0,030 | ≤0,030 | 0,05 ..0,10N | ||
| DMV 22.5 (UNS S31803) | ≤1,0 | ≤2,0 | 21,0 ..23,0 | 4,50 ..6,50 | 2,5. 3,5 | ≤0,020 | 0,06 ..0,20 N | |||
| SAF 2304 (UNS S32304) | ≤2,5 | 21,5. 24,5 | 3,0 ..5,5 | - | ≤0,040 | ≤0,040 | 0,05 ..0,20N | |||
| SAF 2205 (UNS S31803) | ≤2,0 | 4,5 ..6,5 | 3,0. .3,5 | ≤0,015 | ≤0,035 | 0,14 ..0,20N | ||||
| SAF 2507 (UNS S32750) | ≤0,5 | ≤1,2 | 24,0. 26,0 | 6,0. 8,0 | 3,0. .5,0 | ≤0,030 | 0,24 ..0,32N | |||
| DMV 25.7N (UNS S32760) | ≤1,0 | ≤1,0 | 3,0. 4,0 | ≤0,010 | 0,20. 0,30 N, 0,50. 1,0W | |||||
| SAF 2906 (UNS S32906) | 28. 30 | 5. 7 | 1,8. 2,5 | 0,40N |
Таблица 2. Сведения о коррозионной стойкости аустенитно-ферритных сталей .
| Марка стали | PRE (минимальный) | Минимальная температура склонности к локальной коррозии, о С | Область применения | |
| питтингообразование | щелевая коррозия | |||
| 03Х23Н6 | 22 | Химическая аппаратура. Заменитель стали 08Х18Н10Т | ||
| 03Х22Н6М2 | 27 | Заменитель сталей 10Х17Н13М2Т и 10Х17Н13М3Т | ||
| 08Х22Н6Т | 21 | Заменитель стали 08Х18Н10Т | ||
| 12Х21Н5Т | 20 | |||
| 08Х21Н6М2Т | 26 | Заменитель сталей 10Х17Н13М2Т и 10Х17Н13М3Т | ||
| 08Х18Г8Н2Т | 17 | Заменитель стали 08Х18Н10Т | ||
| 03Х24Н6АМ3 | 2,5 | 30 | 20 | Теплообменники с морской водой |
| DMV 18.5 | 28 | Заменитель хромоникелевых аустенитных сталей | ||
| DMV 22.5 | 30 | 20 | 10 | Теплообменники с технической пресной водой |
| SAF 2304 | 23 | Заменитель хромоникелевых аустенитных сталей | ||
| SAF 2205 | 34 | 30 | 20 | Теплообменники с технической пресной водой |
| SAF 2507 | 38 | 80 | 50 | Теплообменники с морской водой |
| DMV 25.7N | ||||
| SAF 2906 | 40 | 40 | ||
Примечание к таблице 2: Все стали не склонны к межкристаллитной коррозии.
Таблица 3. Аустенитно-ферритные стали : механические свойства , не менее .
| Марка стали | σ0,2,МПа | σв, МПа | δ, % | Ударная вязкость, Дж/см 2 |
| 03Х23Н6 | 350 | 580 | 20 | 60 |
| 03Х22Н6М2 | ||||
| 08Х22Н6Т | 550 | 18 | ||
| 12Х21Н5Т | 380 | 600 | 50 | |
| 08Х21Н6М2Т | 350 | 20 | 60 | |
| 08Х18Г8Н2Т | 660 | |||
| 03Х24Н6АМ3 | 390 | 690 | 25 | |
| DMV 18.5 | 350 | 600 | ||
| DMV 22.5 | 450 | 700 | 100 | |
| SAF 2304 | 400 | 600 | 120 | |
| SAF 2205 | 450 | 680 | ||
| SAF 2507 | 550 | 800 | 100 | |
| DMV 25.7N | 530 | 730 | ||
| SAF 2906 | 650 | 800 |
В Росcии аустенитно-ферритные стали применяются в основном в качествe заменителeй хромоникелевых аустенитных сталей. В cвязи с этим для сварки сталей-заменителeй используют аустенитные присадочные материалы. Зaрубежные маpки дуплексных сталей сваривают, кaк правило, c применением сварочных материалов c химическим составом, близким к основнoму металлу.
Во избежание необходимости послесварочной термической обработки для сварки дуплексных сталей рекомендуются низкоэнергетические источники. Тепловложения при сварке не должны превышать 2,5 кДж/мм. При этом температура изделия в процессе сварки не должна быть >150. 250 о С.
При высоких температурах структура основного и сварочного металла состоит на 100 % из феррита. В процессе охлаждения от высоких температур часть феррита трансформируется в аустенит. Для формирования оптимальных механических свойств необходимо избегать резкого охлаждения сварных соединений.
Оптимальный режим сварки можно рассчитать, используя зависимость тепловложения от сварочных параметров:
где U - напряжение дуги, В; Iсв - сварочный ток, А; vсв - скорость сварки, мм/мин.
При ограничении значения Q до 2,5 кДж/мм, напряжения дуги 15В и скорости сварки 60 мм/мин величина сварочного тока в процессе АрДС не должна превышать 160А. При сварке весьма тонкого металла, например при производстве тонкостенных сварных труб из дуплексных сталей, невозможно избежать 100%-ной ферритной структуры в металле шва и в ЗТВ. Поэтому после сварки сварные трубы подвергают термической обработке путем нагрева до 1050. 1100 о C с последующим быстрым охлаждением. В указанном интервале температур ~50 % феррита превращается в аустенит, что обеспечивает высокую пластичность сварным соединениям.
Таблица 4. Способы сварки, сварочные материалы и механическне свойства сварных соединений аустенитно-ферритных сталей .
Сталь Super Duplex 2507 / S32750
Характеристики марки стали Super Duplex 2507 / S32750
ASTM A182 - Стандартные спецификации на кованые или катаные фланцы для труб, кованые фитинги, клапаны и детали из легированной и нержавеющей стали, предназначенные для эксплуатации при высоких температурах
ASTM A240 - Стандартные спецификации на хром- и никель-хромовые, хром- и марганец-никелевые нержавеющие стали для пластин, листов, полос, служащих для изготовления сосудов, работающих под давлением, а также для общего применения
ASTM A276 - Стандартные спецификации на готовые необработанные горячим или холодным методом бруски и блюмы, кроме кованых (вторично) брусков
ASTM A314 - Стандартные спецификации на заготовки из нержавеющей стали и прутки, предназначенные только для ковки
ASTM A479 - Стандартные спецификации на прутки и профили из нержавеющей стали для котлов и других сосудов высокого давления
ASTM A480 - Стандартные спецификации на общие требования к плитам, листам и полосам, катанным из нержавеющей и жаропрочной стали
ASTM A511 - Стандартные спецификации для бесшовных нержавеющих труб. Механические полые трубы
ASTM A789 - Стандартные спецификации для бесшовных и сварных труб из нержавеющей ферритной/аустенитной стали
ASTM A790 - Стандартные спецификации для бесшовных и сварных труб из нержавеющей ферритной/аустенитной стали
ASTM A815 - Стандартные спецификации для кованых фитингов, предназначенных для нержавеющих стальных труб, из ферритных, ферритных/аустенитных и мартенситных сталей
Super duplex 2507 – нержавеющая сталь, которая сочетает в себе высокую механическую прочность и пластичность.
Химический состав в % стали Super Duplex 2507
| C | Mn | Si | S | P | Cr | Ni | Mo | N | Fe |
| 24,0-26,0 | 6,0-8,0 | 3,0-4,0 | 0,24-0,35 | Остальное |
Содержание хрома, молибдена и азота в химическом составе duplex S32750 обеспечивают её высокой устойчивостью к точечной и щелевой коррозии в хлоросодержащей среде, например, морской воде.
Низкое содержание углерода в 2507 снижает вероятность выделения карбида при термообработке, что делает сталь устойчивой к межкристаллитной коррозии.
Механические свойства материала Duplex 2507
| Предел прочности (временное сопротивление разрыву) | 730-930 МПа | 106-135 ksi |
| Предел текучести (0,2% отклонение) | 530 МПа | 77 ksi |
| Относительное удлинение | 25% | |
| Твердость по Бриннелю, макс | 290 HB | |
| Испытания на удар по Шарли | 100 Дж | 74 ft.lb |
Дуплекс S32750 отличается высокой механической прочностью (до 570 Мпа) и сопротивлением коррозионному растрескиванию под напряжением. Эквивалент устойчивости к питтингу в > 40.0 делает материал устойчивым к точечной коррозии. Также S32750 имеет низкий коэффициент теплового расширения и высокие показатели теплопроводности.
Физические свойства
Плотность стали (вес) S32750 - 7,8 г/см 3 .
Термические свойства UNS S32750
| Удельная теплоемкость при 20°C | 500 Дж/кг.К | |
| Средний коэффициент теплового расширения при 20-100°C | 13*10 -6 К -1 | |
| Теплопроводность при 20°C | 15 W.m.K | |
| Электросопротивление при 20°C | 0.80 Ω.mm 2 .m -1 | |
| Модуль упругости при 20°C | 200 GPa | |
| Намагничивание | Да | |
Ближайшие эквиваленты (аналоги) Super Duplex 2507
| Европейские (EN) | X2CrNiMoN25-7-4 / 1.4410 |
| Россия (ГОСТ) | 02Х25Н7М3, 02Х25Н7М4 |
Сфера применения
Супердуплексная сталь 2507 рекомендована к применению в агрессивных средах: она показывает высокий уровень прочности и коррозионной стойкости в большом количестве органических кислот и щелочей. Благодаря этим качествам материал активно используется для:
- трубопроводов химической промышленности и опреснителей морской воды;
- производства теплообменников и резервуаров;
- оборудования для нефтегазовой промышленности;
- изготовления химических танкеров.
Дуплекс 2507 имеет разрешение для применения в сосудах, работающих под давлением.
Из данного сплава выпускают различные изделия по стандартам ASTM:
- A182 - фланцы кованые;
- A240 - пластины, листы, полосы;
- A276 - бруски;
- A314 - прутки;
- A479 - прутки и профили;
- A480 - плиты, листы и полосы;
- A511 - бесшовные трубы;
- A789, A790 - сварные и бесшовные трубы;
- A815 - фитинги.
Сварка
Нержавеющая сталь super 2507 / S32750 легко поддается сварке любым способом. Единственное, газовая сварка не рекомендована, так как может привести к дефектам сварного шва.
Стали Duplex и Super Duplex: особенности и преимущества
Duplex и Super Duplex – аустенитно-ферритные нержавеющие стали, основу микрострутуры которых составляют две фазы: аустенит и феррит. Процент феррита и аустенита в каждой марке дуплексной стали разное, но стандартно от 40% до 60%. Приблизительно одинаковое количество каждой фазы неслучайно – именно так обеспечивается более высокая прочность, качественная свариваемость больших толщин, хорошая ударная вязкость и сопротивление растрескиванию, спровоцированному коррозионным воздействием.
Идея создания таких сталей зародилась в 20-х годах прошлого века во Франции и Швеции. Первая плавка была осуществлена в швейцарском городе Авеста в 1930 году. Запатентована первая марка стали duplex в 1936 году. Несмотря на это, интенсивное производство и применение сталей класса дуплекс приходится на последние 30-40 лет.
Основной причиной разработки аустенитно-ферритных нержавеющих сталей является недостаточная устойчивость аустенитных сталей к межкристаллитной коррозии, вызванной хлоридосодержащими охлаждающими водами и другими агрессивными промышленными жидкостями.
Главные причины повышенного производства дуплесных и супердуплексных сталей – усовершенствование технологии регулирования содержания азота в сталях, дефицит никеля, который спровоцировал рост стоимости аустенитных сталей и активное строительство нефтяных платформ и вышек, которые нуждаются в сталях с повышенной устойчивостью к коррозии в морской соленой воде.
Сталь Duplex и Super Duplex: марки и характеристики
Современная аустенитно-ферритная сталь делиться на:
Сталь Super Duplex – нержавеющая сталь, которая относится к группе «суперсталей». Такая сталь пригодна даже для эксплуатации в открытом космосе. Главное отличие, которым характеризуется супердуплексная сталь – большой процент хрома и молибдена в химическом составе. Из-за этого на нее практически не оказывают воздействие кислоты и щелочи, например, супердуплексная нержавеющая сталь абсолютно невосприимчива к хлоридам. Повышенное содержание легирующих элементов наделил сталь рядом характеристик: еще более повышенной устойчивостью к коррозии, механической прочностью, превосходящей прочность дуплексных сталей, устойчивостью к коррозионным процессам.
| Марка стали | Торговое обозначение | ASTM | UNS | W.Nr. | EN |
| Duplex | SAF 2205 - URANUS 45N | F51 | S31803 | 1.4462 | X2CrNiMoN22-5-3 |
| Duplex 2205 | SAF 2205 - URANUS 45N | F60 | S32205 | 1.4462 | X2CrNiMoN22-5-3 |
| Duplex 2304 | URANUS 35N | - | S32304 | 1.4362 | X2CrNiN23-4 |
| SuperDuplex 4501 | ZERON 100 | F55 | S32760 | 1.4501 | X2CrNiMoCuWN25-7-4 |
| SuperDuplex 2507 | SAF 2507 - URANUS 47N | F53 | S32750 | 1.4410 | X2CrNiMoN25-7-4 |
| SuperDuplex 255 | URANUS 52N | - | S32550 - S32520 | 1.4507 | X2CrNiMoCuN25-6-3 |
Преимущество и применение Duplex и Super Duplex
К основному преимуществу дуплексных и супердуплексных сталей стоит отнести повышенный предел текучести по сравнению с простыми аустенитными марками стали.
Кроме того, сталь аустенитно-ферритного класса характеризуются:
- высокой механической прочностью;
- повышенной устойчивостью к точечной и щелевой коррозии;
- повышенной устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением;
- хорошей коррозионной стойкостью к сульфидному напряжению;
- хорошей свариваемостью;
- легкостью в обработке;
- низким тепловым расширением;
- высокими энергопоглащением и теплопроводностью;
- повышенной устойчивостью к коррозионной усталости;
- износостойкостью.
Стоит отметить, что за счет небольшого содержания дорогостоящего никеля в составе, цена дуплекс стали будет более доступной, что немаловажно для современной промышленности.
Дуплексная нержавеющая сталь нашла применение в тех случаях, когда предъявляются повышенные требования к коррозионной стойкости в агрессивных условиях.
Как отличная альтернатива простым аустенитным сталям дуплекс нашел широкое применение в:
- нефтегазовой промышленности;
- химической и пищевой промышленности;
- целлюлозно-бумажном производстве;
- энергетической отрасли;
- судостроении, машиностроении и авиации;
- производстве оборудования и аппаратуры для работы в серной и соляной кислотах;
- производстве оборудования для опреснения морской воды;
- производстве теплообменников, водонагревателей, роторов и сосудов, работающих под давлением;
- производстве емкостей и цистерн для транспортировки химической продукции;
- изготовлении арматуры для металлоконструкций, листов, полос, слитков, проволоки и пр.
Также стали дуплекс и супердуплекс используют для пожарозащитных перегородок на нефтедобывающих платформах, работающих в морской воде.
Заказать и купить нержавеющие стали Duplex и Super Duplex Вы можете в нашей компании ЕМК. Мы поставляем специальные стали ведущих европейских производителей и гарантируем их качество. Вся наша продукция соответствует мировым сертификатам и поставляется с соответствующей документацией.
Дуплексные нержавеющие стали.
Дуплексные нержавеющие стали получают все большее распространение. Их изготавливают все основные производители нержавеющей стали – и на то есть целый ряд причин:
- Высокая прочность, позволяющая сократить вес изделий
- Высокая коррозионная стойкость, особенно к коррозионному растрескиванию
Каждые 2-3 года проводятся посвященные дуплексным сталям конференции, на которых презентуются десятки глубоких технических статей. Идет активное продвижение этого типа сталей на рынке. Постоянно появляются новые марки этих сталей.
Но несмотря на весь этот интерес доля дуплексных сталей на мировом рынке составляет, по самым оптимистичным оценкам, от 1 до 3%. Цель этой статьи – простыми словами объяснить особенности этого типа стали. Будут описаны как преимущества, так и недостатки изделий из дуплексной нержавеющей стали .
Общие сведения о дуплексных нержавеющих сталях
Идея создания дуплексных нержавеющих сталей возникла в 1920-х, а первая плавка была произведена в 1930 году в Авесте, Швеция. Тем не менее заметный рост доли использования дуплексных сталей приходится только на последние 30 лет. Объясняется это в основном усовершенствованием технологии производства стали, особенно процессов регулирования содержания азота в стали.
Традиционные аустенитные стали, такие как AISI 304 (аналоги DIN 1.4301 и 08Х18Н10), и ферритные стали, такие как AISI 430 (аналоги DIN 1.4016 и 12Х17), довольно просты в изготовлении и легко обрабатываются. Как следует из их названий, они состоят преимущественно из одной фазы: аустенита или феррита. Хотя эти типы имеют обширную сферу применения, у обоих этих типов есть свои технические недостатки:
У аустенитных – низкая прочность (условный предел текучести 0,2% в состоянии после аустенизации 200 МПа), низкое сопротивление коррозионному растрескиванию
У ферритных – низкая прочность (немного выше, чем у аустенитных: условный предел текучести 0,2% составляет 250 МПа), плохая свариваемость при больших толщинах, низкотемпературная хрупкость
Кроме того, высокое содержание никеля в аустенитных сталях приводит к их удорожанию, что нежелательно для большинства конечных потребителей.
Основная идея дуплексных сталей заключается в подборе такого химического состава, при котором будет образовываться примерно одинаковое количество феррита и аустенита. Такой фазовый состав обеспечивает следующие преимущества:
1) Высокую прочность – диапазон условного предела текучести 0,2% для современных дуплексных марок сталей составляет 400-450 МПа. Это позволяет уменьшать сечение элементов, а следовательно и их массу.
Это преимущество особенно важно в следующих областях:
- Сосуды под давлением и баки
- Строительные конструкции, например мосты
2) Хорошая свариваемость больших толщин – не настолько простая, как у аустенитных, но намного лучше, чем у ферритных.
3) Хорошая ударная вязкость – намного лучше, чем у ферритных сталей, особенно при низких температурах: обычно до минус 50 градусов Цельсия, в некоторых случаях – до минус 80 градусов Цельсия.
4) Сопротивление коррозионному растрескиванию (SCC) – традиционные аустенитные стали особенно расположены к данному типу коррозии. Это достоинство особенно важно при изготовлении таких конструкций, как:
- Баки для горячей воды
- Пивоваренные баки
- Обогатительные установки
- Каркасы бассейнов
За счет чего достигается равновесие аустенита/феррита
Чтобы понять, как получается дуплексная сталь, можно сначала сравнить состав двух хорошо известных сталей: аустенитной – AISI 304 (аналоги DIN 1.4301 и 08Х18Н10) и ферритной – AISI 430 (аналоги DIN 1.4016 и 12Х17).
Структура
Марка
Обозначение по EN
C
Si
Mn
P
S
N
Cr
Ni
Mo
Ферритная
430
1,4016
0,08
1,00
0,040
0,015
16,0-18,0
Аустенитная
304
1,4301
0,07
2,00
0,045
0,11
17,5-19,5
8,0-10,5
Основные элементы нержавеющих сталей можно разделить на ферритизирующие и аустенизирующие. Каждый из элементов способствует образованию той или иной структуры.
Ферритизирующие элементы – это Cr (хром), Si (кремний), Mo (молибден), W (вольфрам), Ti (титан), Nb (ниобий)
Аустенизирующие элементы – это C (углерод), Ni (никель), Mn (марганец), N (азот), Cu (медь)
В стали AISI 430 преобладают ферритизирующие элементы, поэтому ее структура ферритная. Сталь AISI 304 имеет аустенитную структуру в основном за счет содержания около 8% никеля. Для получения дуплексной структуры с содержанием каждой фазы около 50% необходим баланс аустенизирующих и ферритизирующих элементов. В этом заключается причина, почему содержание никеля в дуплексных сталях в целом ниже, чем в аустенитных.
Ниже приведен типичный состав дуплексной нержавеющей стали:
Номер по EN/UNS
Тип:
Примерное содержание
Cr
Ni
W
Cu
LDX 2101
1.4162/
S32101
Малолегированная
21,5
1,5
0,3
0,22
5
DX 2202
1.4062/ S32202
23
2,5
0,2
RDN 903
1.4482/
S32001
20
1,8
4,2
2304
1.4362/
S32304
4,8
0,10
2205
1.4462/
S31803/
S32205
Стандартная
22
5,7
3,1
0,17
2507
1.4410/
S32750
Супер
25
7
4
0,27
Zeron 100
1.4501/
S32760
3,2
0,25
0,7
Ferrinox255/
Uranus 2507Cu
1.4507/
S32520/
S32550
6,5
3,5
В некоторых из недавно разработанных марок для значительного снижения содержания никеля используется сочетание азота и марганца. Это положительно сказывается на стабильности цен.
В настоящее время технология производства дуплексных сталей еще только развивается. Поэтому каждый производитель продвигает собственную марку. По общему мнению, марок дуплексной стали сейчас слишком много. Но судя по всему, такую ситуацию мы будем наблюдать, пока среди них не выявятся "победители".
Коррозионная стойкость дуплексных сталей
Из-за многообразия дуплексных сталей при определении коррозионной стойкости их обычно приводят вместе с аустенитными и ферритными марками сталей. Единой меры коррозионной стойкости пока не существует. Однако для классификации марок сталей удобно пользоваться числовым эквивалентом стойкости к питтинговой коррозии (PREN).
PREN = %Cr + 3,3 x %Mo + 16 x %N
Ниже приведена таблица коррозионной стойкости дуплексных сталей в сравнении с аустенитными и ферритными марками.
Ориентировочный PREN
1.4016/
S43000
16
1.4301/
S30400
19
441
1.4509/
S43932
Дуплексная
316
1.4401/
S31600
24
444
1.4521/
S44400
316L 2.5 Mo
1.4435
26
2101 LDX
DX2202
27
904L
1.4539/
N08904
34
35
41
Ferrinox 255/
Uranus 2507Cu
43
6% Mo
1.4547/
S31254
44
Следует отметить, что данная таблица может служить только ориентиром при выборе материала. Всегда необходимо рассматривать, насколько подходит определенная сталь для эксплуатации в конкретной коррозионной среде.
Коррозионное растрескивание (SCC - Stress Corrosion Cracking )
SCC – это один из видов коррозии, возникающий при наличии определенного набора внешних факторов:
- Растягивающее напряжение
- Коррозионная среда
- Достаточно высокая температура Обычно это 50 градусов Цельсия, но в некоторых случаях, например, в плавательных бассейнах, она может проявляться и при температуре около 25 градусов Цельсия.
К сожалению, обычные аустенитные стали, такие как AISI 304 (аналоги DIN 1.4301 и 08Х18Н10) и AISI 316 (аналог 10Х17Н13М2) наиболее подвержены SCC. Следующие материалы обладают намного более высокой стойкостью к КР:
- Ферритные нержавеющие стали
- Дуплексные нержавеющие стали
- Аустенитные нержавеющие стали с высоким содержанием никеля
Сопротивление SCC позволяет использовать дуплексные стали во многих процессах, проходящих при высоких температурах, в частности:
- В водонагревателях
- В пивоваренных баках
- В опреснительных установках
Каркасы бассейнов из нержавеющей стали известны своей склонностью к SCC. Использование в их изготовлении обычных аустенитных нержавеющих сталей, таких как AISI 304 (аналог 08Х18Н10) и AISI 316 (аналог 10Х17Н13М2) запрещено. Для этой цели лучше всего подходят аустенитные стали с высоким содержанием никеля, такие как марки с 6% Mo. Однако в некоторых случаях в качестве альтернативы можно рассматривать дуплексные стали, такие как AISI 2205 (DIN 1.4462), и супер дуплексные стали.
Факторы, препятствующие распространению дуплексных сталей
Привлекательное сочетание высокой прочности, широкий диапазон значений коррозионной стойкости, средняя свариваемость, по идее, должны нести в себе большой потенциал для увеличения доли дуплексных нержавеющих сталей на рынке. Однако необходимо понимать, какие у дуплексных нержавеющих сталей недостатки и почему они, судя по всему, будут оставаться в статусе "нишевых игроков".
Такое преимущество как высокая прочность мгновенно превращается в недостаток, как только дело доходит до технологичности обработки материала давлением и механической обработки. Высокая прочность также означает более низкую, чем у аустенитных сталей, способность к пластической деформации. Поэтому дуплексные стали практически непригодны для производства изделий, в которых требуется высокая пластичность. И даже когда способность к пластической деформации на приемлемом уровне, все равно для придания необходимой формы материалу, как например при гибке труб, требуется большее усилие. В отношении плохой обрабатываемости резанием есть одно исключение из правил: марка LDX 2101 (EN 1.4162) производитель Outokumpu.
Процесс выплавки дуплексных нержавеющих сталей намного более сложен, чем аустенитных и ферритных сталей. При нарушении технологии производства, в частности термообработки, помимо аустенита и феррита в дуплексных сталях может образовываться целый ряд нежелательных фаз. Две наиболее значимые фазы изображены на приведенной ниже диаграмме.
Для увеличения нажмите на изображение.
Обе фазы приводят к появлению хрупкости, то есть потере ударной прочности.
Образование сигма-фазы (более 1000º С) чаще всего происходит при недостаточной скорости охлаждения в процессе изготовления или сварки. Чем больше в стали легирующих элементов, тем выше вероятность образования сигма-фазы. Поэтому наиболее подвержены этой проблеме супер дуплексные стали.
475-градусная хрупкость появляется в результате образования фазы, носящей название α′ (альфа-штрих). Хотя наиболее опасна температура 475 градусов Цельсия, она может образовываться и при более низких температурах, вплоть до 300º С. Это накладывает ограничения на максимальную температуру эксплуатации дуплексных сталей. Это ограничение еще более сужает круг возможных областей применения.
С другой стороны есть ограничение по минимальной температуре эксплуатации дуплексных сталей, для которых она выше, чем у аустенитных. В отличие от аустенитных сталей, у дуплексных при испытаниях на удар имеет место хрупко-вязкий переход. Стандартная температура испытаний сталей, использующихся в конструкциях для шельфовой добычи нефти и газа, составляет минус 46º С. Обычно дуплексные стали не используются при температурах ниже минус 80 градусов Цельсия.
Читайте также: