Duplexní ocel: popis, vlastnosti a funkce

Duplexní ocel dnes získává stále větší popularitu. Realizací tohoto typu Nerezová slitina se zabývá téměř všechny společnosti v oblasti metalurgie. Více o tom, co je duplexní ocel a jaké výhody má, si můžete přečíst v tomto článku.

Obecné informace

Duplexní ocel získala celosvětové uznání. Jaké vlastnosti má? Za prvé, vysoká pevnost tohoto materiálu umožňuje snížit konečnou hmotnost jakéhokoli produktu. Za druhé, je známá svou obrovskou odolností proti korozi. To je patrné zejména při zvažování odolnosti proti korozi.

Stojí za to říci, že v současné době se suroviny pro výrobce stále nestaly obvyklými, a proto se jednou za několik let konají konference, které se zabývají technickými články věnovanými všem vlastnostem duplexní oceli. Dosud, navzdory poměrně vysokému zájmu o tento typ produktu, je podíl na globálním trhu pouze 1-3%.

Historie výskytu

Myšlenka duplexní oceli se zrodila již v roce 1920. Ale první materiál se narodil až v roce 1930 ve Švédsku. Široká distribuce a aplikace tohoto druhu surovin začala až v posledním desetiletí. Hlavním důvodem je v těchto letech výrobní technologie byla silně vylepšena. Zejména výrobci dostali příležitost přesněji regulovat obsah dusíku.

Abychom pochopili výhody a důvod zrodu nerezové oceli duplex, měli bychom pochopit další dva hlavní typy.

Austenitové slitiny, které jsou reprezentovány značkou AISI 304 nebo 08x18h10, stejně jako Feritové značky AISI 430 nebo 12x17, se snadno vyrábějí. Jak pochopitelné z jejich jména, skládají se hlavně z austenitu nebo feritu. Navzdory poměrně širokému použití mají technické nevýhody.

Nevýhody tradičních ocelí

Pokud mluvíme o austenitických ocelích, pak nevýhody zahrnují nízký indikátor pevnosti, stejně jako malou odolnost proti praskání koroze. Pokud jde o feritický materiál, jeho pevnost je o něco vyšší, ale stále "nedosahuje" k ideálu. Kromě toho se svařitelnost oceli výrazně zhoršuje se zvyšující se tloušťkou materiálu a při nízkých teplotách se stává poměrně křehkou.

Další malou nevýhodou austenitické slitiny je obsah niklu ve složení. To vede k vyšším nákladům na produkt, což samozřejmě žádný konečný spotřebitel není šťastný.

Výhody duplexu

Myšlenka na nerezovou ocel duplex pochází z touhy vyrovnat feritickou a austenitickou základ pro získat nový, kvalitnější materiál. Přibližné stejné množství Feritové a austenitické oceli vedlo k následujícím výhodám:

• Vysoká míra pevnosti. Rozsah meze kluzu při 0,2% by byl mezi 400 a 450 MPa, což je více o 150-200 Mpa indikátoru, který lze pozorovat u austenitických nebo feritických slitin. To vedlo k, co můžete snižte tloušťku produktu, aniž byste ztratili pevnost. A snížení tloušťky způsobilo snížení konečné hmotnosti. To je velmi důležité v oblasti stavebních konstrukcí, nádrží a tlakových nádob.
• Jaké výhody má duplexní ocel kromě pevnosti? Svařitelnost kovu je docela dobrá i při velké tloušťce.
• Vysoký výkon houževnatosti. Mnohem lepší než slitiny feritu. To platí zejména pro případy, kdy okolní teplota vzduchu silně klesá na -50 a někdy až - 80 stupňů Celsia.
• Vysoká míra odolnosti proti korozi. Austenitové materiály jsou velmi náchylné k této vadě. Tento parametr hraje důležitou roli ve výrobních oblastech, jako jsou pivovarské nádrže, zařízení typu obohacování, rámy bazénů.
• Kotle z duplexní oceli jsou mnohem spolehlivější než kotle z austenitu.

Popraskání

V současné době je běžná ocel náchylná k takové vadě, jako je korozní praskání nebo SCC-stres Corrosion Cracking. K tomuto typu koroze obvykle dochází za určitých podmínek. Příčinným činidlem může být silné tahové napětí, zvýšená teplota (50 stupňů Celsia nad nulou). A pokud mluvíme o bazénech, pak kvůli neustálému vystavení vodě se tento typ koroze může projevit při 25 stupních.

Austenitové značky oceli jsou touto vadou velmi ovlivněny. Feritová slitina má v tomto ohledu větší spolehlivost, stejně jako duplexní nerezová ocel A890 3A od ASTM a dalších značek. Velký koeficient odporu umožňuje použití tohoto materiálu při výrobě ohřívačů vody, pivovarských nádrží, odsolovacích zařízení. To znamená, Kde je zvýšená teplota a kontakt s kapalinami.

Výroba rámů bazénů z běžných austenitických ocelí je kvůli této vadě zcela zakázána. Dříve bylo nutné použít slitinu s vysoce zvýšený obsah nikl, který způsobil zdražení produktu. K dnešnímu dni lze použít duplexní nebo super duplexní ocel.

"Super" a "Hyper" duplexní materiál

Stojí za to říci, že pokud do Feritové chromové oceli přidáte nikl, můžete získat strukturu smíšené základny. To znamená, že bude obsahovat austenit i ferit. Jak již bylo jasné, právě taková směs se začala nazývat duplexní materiál. Adaptéru "super" nebo "Hyper" duplexní ocel označuje, že surovina obsahuje zvýšené množství legovacích složek. To naznačuje ještě větší odolnost proti korozi než běžné materiály.

"Super" a "Hyper" duplexní ocel v zařízení na výrobu plynu se používá poměrně aktivně. Kromě toho se suroviny používají v potravinářském, chemickém, stavebním a dokonce i lékařském průmyslu.

Svařování materiálu

Navzdory dobré svařitelnosti tohoto produktu je třeba dodržovat určitá pravidla. Před zahájením svařovacích prací musíte všimnout si na další:

• aby byla zajištěna dobrá kvalita tavení materiálu, měla by být mezera v kořenovém doku a úhel řezání hran udělat o něco více než u běžné oceli;
• doporučuje se důkladně vyčistit spáry i kov kolem tohoto místa;
• v tomto případě můžete použít pouze kartáče z kovového drátu s odolností proti korozi;
• Svařovací elektroda musí být suchá.

Při svařování duplexní oceli je třeba dodržovat tato pravidla:

• Je velmi důležité sledovat parametr, jako je tepelná aplikace. Nemělo by být příliš nízké nebo naopak příliš vysoké. U běžné duplexní oceli by měl být během svařování dodržen rozsah 0,5-2,5 kj/mm. Kromě toho by teplota mezipřistání neměla být větší než 200 stupňů Celsia.
• Na zadní straně svaru by se nemělo objevit žádné měřítko. Zde je velmi důležité zvolit správný plyn, který bude chránit kořen švu. Nejčastěji se pro ochranné účely používá směs plynů, jako je vysoce čistý argon a vodík nebo dusík.
• Svařování by měl provádět pouze odborník s vysokou kvalifikací. To je způsobeno skutečností, že v místech hoření kovu se tendence ke korozi výrazně zvýší a pravděpodobnost prasklin je také vysoká.
• Během svařovacích prací by neměly být prováděny široké příčné vibrace elektrody. To může vést k přílišné tepelné aplikaci, která znovu čte pravidla.

Práce po svařování

Po svařování je třeba dodržovat určitá doporučení.

• Aby byla zajištěna vysoká ochrana proti korozi v roztaveném kovu, měla by být důkladně vyčištěna. Je nutné úplně odstranit oxidový film a odstranit všechny zbytky strusky.
• Odizolovací práce se provádí pouze ručně a pouze drátěným kartáčem s vlastnostmi odolnými proti korozi. Pokud používáte mechanická zařízení, může to vést k mikronabruzi v oblasti švu, což sníží jeho pevnost.
• Nejčastěji již není nutné žádné tepelné zpracování švu po svařování.

Nevýhody surovin

Navzdory šíření materiálu a jeho zdánlivě zřejmým a závažným výhodám stále nedosahuje všeobecného uznání a pravděpodobně nikdy nebude mít vedoucí postavení na trhu. To je způsobeno několika nevýhodami, které stojí za to vědět. Kvůli nim bude taková slitina vždy "nishev".

Okamžitě stojí za to začít s vysokou pevností materiálu. Zdánlivě významná výhoda se však stává obrovskou nevýhodou, když je nutné kov zpracovat mechanickými prostředky nebo tlakem. Další nevýhodou vysoké pevnosti je silné snížení možnosti plastické deformace. Z tohoto důvodu nejsou duplexní suroviny ve skutečnosti vhodné pro výrobu jakýchkoli výrobků, které musí mít vysokou tažnost.

I když je plasticita zdánlivě přijatelná pro provoz na úrovni, stále musíte vynaložit obrovské úsilí. Z tohoto důvodu se duplexní oceli a slitiny pro ropné a plynové armatury příliš často nepoužívají.

Další nevýhodou je velká technologická složitost tavení duplexní nerezové oceli. Austenitický a feritický materiál je mnohem snazší roztavit. Pokud porušujete výrobní technologie, zejména v procesu tepelného zpracování se v materiálu kromě austenitu a feritu vytvoří další fáze, což je zcela nežádoucí. Nejčastěji se tvoří Sigma fáze nebo křehkost 475 stupňů.

Nežádoucí fáze v surovinách

Fáze Sigma se tvoří v takovém produktu při 1000 stupních Celsia a vyšších. K těmto teplotám obvykle dochází, pokud proces chlazení po svařování nebo ve výrobním procesu neprobíhá dostatečně rychle. Kromě toho, čím více legujících prvků bude obsaženo ve složení, tím vyšší je pravděpodobnost takové fáze. Jinými slovy, vytvoření super duplexní nebo hyperduplexní oceli je velmi obtížné.

Pokud jde o křehkost 475 stupňů, objevuje se v případě vytvoření fáze s názvem Alfa čárový kód. Jak název napovídá, nejnebezpečnější teplota je 475 stupňů Celsia, ale problém se může objevit i při mnohem nižších rychlostech, přibližně 300 stupních. Z tohoto důvodu je maximální teplotní omezení aplikováno na výrobky z tohoto typu surovin. Z tohoto důvodu se samozřejmě kruh použití oceli ještě více zužuje.

Na základě výše uvedeného lze vyvodit takový závěr. Značky duplexních ocelí jsou dobrým řešením a náhradou za standardní materiály, ale ve velmi úzké oblasti.

Výsledky

Duplexní slitina je mnohem méně rozšířená než jiné druhy kovů. Přesto je v určitých oblastech populární. Nejčastěji se používá v petrochemické oblasti, automobilovém průmyslu a při výrobě bazénů. Vynikající svařitelnost, odolnost proti korozi a vysoká odolnost proti opotřebení činí z tohoto materiálu skutečný nález pro mnohé.