Duplex steel: paglalarawan, mga detalye at mga tampok

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ngayon, ang duplex steel ay nagiging mas sikat. Halos lahat ng mga kumpanya sa larangan ng metalurhiya ay nakikibahagi sa paggawa ng ganitong uri ng hindi kinakalawang na haluang metal. Maaari kang magbasa nang higit pa tungkol sa kung ano ang duplex steel at kung ano ang mga pakinabang nito sa artikulong ito.

Pangkalahatang impormasyon

Duplex steel ay kinikilala sa buong mundo. Anong mga katangian mayroon siya? Una, ang mataas na lakas ng materyal na ito ay nagbibigay-daan upang mabawasan ang pangwakas na timbang ng anumang produkto. Pangalawa, sikat ito sa napakalaking pagtutol nito sa kaagnasan. Ito ay lalo na kapansin-pansin kapag isinasaalang-alang ang stress corrosion cracking resistance.

Nararapat na sabihin na sa sandaling ito ang hilaw na materyal ay hindi pa pamilyar sa mga tagagawa, at samakatuwid bawat ilang taon ay ginaganap ang mga kumperensya kung saan ang mga teknikal na artikulo ay isinasaalang-alang sa lahat ng mga tampok ng duplex na bakal. Sa ngayon, sa kabila ng medyo mataas na interes sa ganitong uri ng produkto, ang global market share ay 1-3% lang.

History of occurrence

Nararapat tandaan na ang ideya ng paglikhaAng duplex steel ay ipinanganak noong 1920. Ngunit ang unang materyal ay lumitaw lamang noong 1930 sa Sweden. Ang malawak na pamamahagi at paggamit ng ganitong uri ng hilaw na materyal ay nagsimula lamang sa huling dekada. Ang pangunahing dahilan para dito ay nakasalalay sa katotohanan na sa mga taong ito ang teknolohiya ng produksyon ay lubos na napabuti. Sa partikular, nakontrol ng mga producer ang kanilang nitrogen content nang mas tumpak.

Para maunawaan ang mga benepisyo at kung bakit ipinanganak ang duplex stainless steel, kailangan mong maunawaan ang iba pang dalawang pangunahing uri.

Austenitic alloys, na AISI 304 o 08X18H10, pati na rin ang AISI 430 o 12X17 ferritic grades, ay medyo madaling gawin. Tulad ng ipinahihiwatig ng kanilang pangalan, ang mga ito ay pangunahing binubuo ng austenite o ferrite. Bagama't malawakang ginagamit, mayroon silang mga teknikal na pagkukulang.

Mga disadvantage ng tradisyonal na bakal

Kung pag-uusapan natin ang tungkol sa austenitic steels, ang mga disadvantage ay kinabibilangan ng mababang lakas, pati na rin ang mababang resistensya sa stress corrosion cracking. Tulad ng para sa ferritic na materyal, ang lakas nito ay bahagyang mas mataas, ngunit "hindi pa rin maabot" ang perpekto. Bilang karagdagan, ang weldability ng bakal ay lumalala nang husto sa pagtaas ng kapal ng materyal, at nagiging malutong sa mababang temperatura.

Ang isa pang maliit na disbentaha ng austenitic alloy ay ang nickel content sa komposisyon. Ito ay humahantong sa mas mataas na halaga ng produkto, na, siyempre, walang end consumer na nasisiyahan.

Mga benepisyo ng duplex

Ang ideya ng paggawa ng duplex na hindi kinakalawang na asero ay nagmula sa pagnanais na ipantay ang ferritic at austenitic base upang makakuha ng bago, mas mataas na kalidad na materyal. Humigit-kumulang sa parehong dami ng ferritic at austenitic steel ang nagresulta sa mga sumusunod na benepisyo:

• Mataas na lakas. Ang hanay ng lakas ng ani sa 0.2% ay magiging 400 hanggang 450 MPa, na 150 hanggang 200 MPa na higit sa makikita sa austenitic o ferritic alloys. Ito ay humantong sa ang katunayan na ito ay posible na bawasan ang kapal ng produkto, habang hindi nawawala ang lakas. At ang pagbaba sa kapal ay nagdulot ng pagbaba sa huling masa. Napakahalaga nito sa larangan ng pagbuo ng mga istruktura, tangke at pressure vessel.
• Ano ang mga pakinabang ng duplex steel bukod sa lakas? Ang weldability ng metal ay medyo maganda kahit na may malalaking kapal.
• Mataas na lakas ng epekto. Higit na mas mahusay kaysa sa ferritic alloys. Ito ay totoo lalo na kapag ang temperatura ng hangin sa paligid ay bumaba sa -50, at kung minsan sa -80 degrees Celsius.
• Mataas na panlaban sa stress corrosion cracking. Ang mga Austenitic na materyales ay napakadali sa depektong ito. Ang parameter na ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa mga industriya tulad ng mga tangke ng paggawa ng serbesa, concentrator, pool frame.
• Ang duplex steel boiler ay mas maaasahan kaysa sa austenite boiler.

Cracking

Kasalukuyang regularang bakal ay napapailalim sa naturang depekto gaya ng corrosion cracking o SCC - Stress Corrosion Cracking. Ang ganitong uri ng kaagnasan ay karaniwang nangyayari sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Ang causative agent ay maaaring isang malakas na tensile stress, mataas na temperatura (50 degrees Celsius sa itaas ng zero). At kung pag-uusapan natin ang tungkol sa mga swimming pool, dahil sa patuloy na pagkakalantad sa tubig, ang ganitong uri ng kaagnasan ay maaaring mangyari kahit na sa 25 degrees.

Austenitic steel grades ay lubos na apektado ng depektong ito. Ang isang ferritic alloy ay mas maaasahan sa bagay na ito, pati na rin ang duplex stainless steel a890 3a ayon sa ASTM at iba pang mga grado. Ang mataas na koepisyent ng paglaban ay nagpapahintulot sa materyal na ito na magamit sa paggawa ng mga pampainit ng tubig, mga tangke ng paggawa ng serbesa, mga halaman ng desalination. Iyon ay, kung saan mayroong tumaas na temperatura at pagdikit sa mga likido.

Ganap na ipinagbabawal ang paggawa ng mga pool frame mula sa mga ordinaryong austenitic steel dahil sa depektong ito. Noong nakaraan, kinakailangan na gumamit ng isang haluang metal na may napakataas na nilalaman ng nikel, na humantong sa pagtaas ng halaga ng produkto. Sa ngayon, maaaring gamitin ang duplex o super duplex na bakal.

"Super" at "Hyper" na duplex na materyal

Nararapat na sabihin na kung magdaragdag ka ng nickel sa ferritic chromium steel, maaari kang makakuha ng pinaghalong base structure. Iyon ay, maglalaman ito ng parehong austenite at ferrite. Dahil ito ay naging malinaw, ito ay tiyak na isang halo na nagsimulang tawaging isang duplex na materyal. Ang mga prefix na "super" o "hyper" duplex steel ay nagpapahiwatig na ang raw na materyal ay naglalaman ng tumaasang dami ng mga bahagi ng alloying. Ipinahihiwatig nito ang mas malaking pagtutol sa kaagnasan kaysa sa mga nakasanayang materyales.

Ang "Super" at "hyper" na duplex na bakal ay aktibong ginagamit sa mga kagamitan sa paggawa ng gas. Bilang karagdagan, ang mga hilaw na materyales ay ginagamit sa pagkain, kemikal, konstruksiyon at maging sa mga industriyang medikal.

Welding material

Sa kabila ng mahusay na weldability ng produktong ito, dapat sundin ang ilang mga patakaran. Bago simulan ang welding, bigyang pansin ang mga sumusunod:

• upang matiyak ang magandang kalidad ng pagtagos ng materyal, ang puwang sa ugat ng joint at ang anggulo ng pagputol ng mga gilid ay dapat gawing mas malaki nang bahagya kaysa sa ordinaryong bakal;
• ang pinagsanib, gayundin ang metal sa paligid ng lugar na ito, ay inirerekomenda na lubusang linisin sa anumang kontaminasyon;
• mga brush lang na gawa sa metal wire na may corrosion resistance ang maaaring gamitin;
• welding electrode ay dapat na tuyo.

Habang nagwe-welding ng duplex steel, sundin ang mga panuntunang ito:

• Napakahalagang subaybayan ang naturang parameter bilang heat input. Hindi ito dapat masyadong mababa o, sa kabaligtaran, masyadong mataas. Para sa ordinaryong duplex na bakal, ang isang hanay ng 0.5-2.5 kJ/mm ay dapat na sundin sa panahon ng hinang. Bilang karagdagan, ang temperatura ng interpass ay dapat na hindi hihigit sa 200 degrees Celsius.
• Walang dumi na dapat lumabas sa likod ng weld. Narito ito ay napakahalaga upang piliin ang tamang gas na magpoprotekta sa ugat ng tahi. Ang pinakakaraniwang ginagamit na halo ng gas para sa mga layuning proteksiyon ay ang high-purity argon at hydrogen o nitrogen.
• Ang welding ay dapat lamang isagawa ng isang mataas na kwalipikadong tao. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa mga lugar ng paso, ang metal ay lubos na magpapataas ng tendensya sa kaagnasan, at mayroon ding mataas na posibilidad ng pag-crack.
• Sa panahon ng hinang, huwag gumawa ng malawak na transverse vibrations ng electrode. Maaari itong humantong sa sobrang init na input, na labag sa mga panuntunan.

Trabaho pagkatapos ng welding

May ilang partikular na alituntunin na dapat sundin pagkatapos ng welding.

• Upang matiyak ang mataas na proteksyon ng kaagnasan ng weld metal, dapat itong malinis na mabuti. Kinakailangang ganap na alisin ang oxide film at alisin ang lahat ng labi ng slag.
• Ang pagsisipilyo ay ginagawa lamang sa pamamagitan ng kamay at sa pamamagitan lamang ng wire brush na may mga katangian ng corrosion resistance. Kung gumamit ng mga mekanikal na device, maaari itong humantong sa mga micro-tears sa seam area, na magpapababa sa lakas nito.
• Kadalasan, walang kinakailangang heat treatment ng seam pagkatapos ng welding.

Mga pagkukulang sa mga hilaw na materyales

Sa kabila ng pagkalat ng materyal at ang tila halata at makabuluhang mga pakinabang nito, hindi pa rin ito nakatanggap ng pangkalahatang pagkilala at, malamang, ay hindi kailanman mangunguna sa merkado. Ito ay dahil sa ilang mga disadvantages,na nararapat na malaman. Dahil sa kanila, palaging magiging "niche" ang naturang haluang metal.

Agad na sulit na magsimula sa mataas na lakas ng materyal. Ito ay tila isang makabuluhang kalamangan, ngunit ito ay nagiging isang malaking kawalan kapag ito ay kinakailangan upang iproseso ang metal sa pamamagitan ng mekanikal na paraan o presyon. Ang isa pang kawalan ng mataas na lakas ay isang malakas na pagbawas sa posibilidad ng plastic deformation. Para sa kadahilanang ito, ang mga duplex na hilaw na materyales ay hindi aktuwal na angkop para sa paggawa ng anumang mga produkto na dapat ay may mataas na ductility.

Kahit na ang kaplastikan, tila, nasa isang katanggap-tanggap na antas para sa trabaho, kailangan mo pa ring gumawa ng mahusay na pagsisikap. Dahil dito, hindi malawakang ginagamit ang mga duplex na bakal at haluang metal para sa mga kabit ng langis at gas.

Ang susunod na kawalan ay ang mahusay na teknolohikal na kumplikado ng smelting duplex stainless steel. Ang Austenitic at ferritic na materyal ay mas madaling matunaw. Kung ang teknolohiya ng pagmamanupaktura ay nilabag, lalo na sa panahon ng proseso ng paggamot sa init, ang iba pang mga phase ay bubuo sa materyal bilang karagdagan sa austenite at ferrite, na ganap na hindi kanais-nais. Kadalasan, nangyayari ang sigma phase o 475-degree brittleness.

Hindi gustong mga yugto sa hilaw na materyales

Ang Sigma phase ay nabuo sa naturang produkto sa 1000 degrees Celsius at mas mataas. Kadalasan, ang mga temperaturang ito ay nangyayari kung ang proseso ng paglamig pagkatapos ng hinang o sa panahon ng produksyon ay hindi sapat na mabilis. Bilang karagdagan, ang higit pang mga elemento ng alloying ay nakapaloob sakomposisyon, mas mataas ang posibilidad ng paglitaw ng naturang yugto. Sa madaling salita, napakahirap gumawa ng super duplex o hyper duplex steel.

Para sa 475-degree na brittleness, lumilitaw ito sa kaso ng pagbuo ng isang phase na tinatawag na alpha-stroke. Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang pinakamapanganib na temperatura ay 475 degrees Celsius, ngunit ang problema ay maaari ding lumitaw sa mas mababang mga halaga, humigit-kumulang 300 degrees. Dahil dito, ang isang maximum na paghihigpit sa temperatura ay ipinapataw sa paggamit ng mga produkto mula sa ganitong uri ng hilaw na materyal. Natural, dahil dito, mas lalong lumiliit ang saklaw ng bakal.

Batay sa lahat ng nasa itaas, makakagawa tayo ng ganitong konklusyon. Ang mga duplex steel grade ay isang magandang solusyon at kapalit para sa mga karaniwang materyales, ngunit sa isang napakakitid na saklaw.

Resulta

Ang Duplex alloy ay hindi gaanong ginagamit kaysa sa iba pang uri ng mga metal. Gayunpaman, ito ay sikat sa ilang mga lugar. Kadalasan ginagamit ito sa larangan ng petrochemical, industriya ng automotive at sa paggawa ng mga swimming pool. Ang mahusay na weldability, corrosion resistance at mataas na wear resistance ay ginagawang tunay na hinahanap ng marami ang materyal na ito.