Duplexstähle und ihre Typen

Beschreibung

Duplexstahl

Es ist wichtig zu beachten, dass dieser Stahl als zweiphasig bezeichnet wird, da er austenitische und ferritische Phasen aufweist.

Duplex-Edelstahl ist sehr beliebt. In letzter Zeit hat es noch mehr an Popularität gewonnen. Viele Hersteller sind in der Produktion tätig. Dem gehen bestimmte Gründe voraus:

• erhöhter Festigkeitsgrad, der es ermöglicht, das Gewicht der hergestellten Produkte zu reduzieren;
• Beständigkeit gegen Korrosionsprozesse, insbesondere Rissbildung.

Duplex-Konferenzen finden etwa alle zwei oder drei Jahre statt. Sie präsentieren interessante Artikel mit tiefem technischen Inhalt. Duplexstahl wird heute auf dem Markt für Waren und Dienstleistungen aktiv beworben. Neue Marken, die dieses Produkt auf den Markt bringen, erscheinen regelmäßig auf dem Markt.

Trotz des hohen Anteils an Optimismus macht dieses Produkt laut Statistik etwa ein bis drei Prozent des Marktes aus.

Allgemeine Information

Die Idee, ein Produkt zu schaffen, entstand zum ersten Mal zu Beginn des letzten Jahrhunderts. Das erste Schmelzen wurde in den 30er Jahren durchgeführt. In den letzten Jahren ist ein spürbarer Anstieg des Anteils des Materialverbrauchs zu verzeichnen. Dies ist auf die Verbesserung der Produktionsprozesse zurückzuführen. Zuvor war der Stickstoffgehalt in der Produktion geregelt.

Austenitischer (AISI 304), ferritischer (AISI 430) Edelstahl sind einfach herzustellen. Leicht zu handhaben. Sie bestehen aus einer Phase — Austenit oder Ferrit. Sie sind in verschiedenen Bereichen weit verbreitet. Jeder Typ hat seine eigenen technischen Nachteile:

1. Austenitisch. Sie zeichnen sich durch geringe Festigkeitseigenschaften aus. Die ungefähre Streckgrenze beträgt unmittelbar nach dem Austenitisieren von 200 MPa 0,2%. Das Produkt hat eine geringe Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion.
2. Ferritisch. Die folgenden Nachteile sind charakteristisch: die Mindestfestigkeit, die geringfügig höher ist als die des vorherigen Typs. Die ungefähre Streckgrenze — 0,2% beträgt 250 MPa. Das Produkt schweißt bei großen Dicken nicht gut. Unterscheidet sich in der Zerbrechlichkeit, wenn die Temperatur sinkt.

Austenitischer Edelstahl ist aufgrund des hohen Nickelgehalts in der Zusammensetzung teuer. Dies macht das Produkt weniger gefragt.

Die Idee bei der Herstellung des betrachteten Produkts besteht darin, eine geeignete chemische Zusammensetzung auszuwählen, die ein ähnliches Volumen an Ferrit und Austenit erzeugt. Die Phasenzusammensetzung ergibt solche positiven Eigenschaften:

1. Festigkeitsqualitäten. Die ungefähre Streckgrenze beträgt 0,2%. Hersteller bieten das Produkt nach der Austenitisierung an — 400 — 450 MPa. Dies minimiert den Querschnitt der Elemente. Das Gewicht des Produkts wird geringer. Sinnvoll in Bereichen wie:

• Druckbehälter, Stahltanks;
• Brücken.

2. Die Fähigkeit, große Dicken zu schweißen.
3. Hohe Schlagzähigkeit. Höher als ferritischer Edelstahl. Es ist besonders deutlich bei niedrigen Temperaturen zu sehen: — 50 Grad Celsius. Es kann bis zu — 80 Grad Celsius standhalten.
4. Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion. Austenitischer Edelstahl ist für dieses Phänomen anfällig. Moderne Materialien ermöglichen es, dem Prozess zu widerstehen. Der Vorteil ist wichtig bei der Herstellung solcher Strukturen:

• Tanks zum Heizen von Warmwasser;
• Biertanks;
• Konzentrationsanlagen;
• Poolrahmen.

Wie wird das Gleichgewicht von Duplex-Edelstählen erreicht?

Sie können verstehen, wie ein solches Produkt erhalten wird, indem Sie die Zusammensetzung zweier Typen vergleichen: austenitisch — AISI 304 und ferritisch — AISI 430 rostfrei.

Die Hauptkomponenten von Materialien können in Ferritisieren, Austenitisieren unterteilt werden. Jeder von ihnen hilft, eine bestimmte Struktur zu bilden.

Ferritisierende Elemente sind Cr (Chrom), Si (Silizium), Mo (Molybdän), W (Wolfram), Ti (Titan), Nb (Niob).

Austenitisierende Komponenten: C (Kohlenstoff), Ni (Nickel), Mn (Mangan), N (Stickstoff), Cu (Kupfer).

Die Marke AISI 430 hat ferritisierende Elemente. Seine Struktur ist ferritisch. Die Sorte AISI 304 zeichnet sich durch ihre austenitische Struktur aus, da in der Zusammensetzung Nickel in einer Menge von acht Prozent vorhanden ist. Um einen Duplex mit jeder Phase von etwa fünfzig Prozent zu erhalten, ist ein Gleichgewicht von austenitisierenden und ferritisierenden Komponenten erforderlich. Dies ist der Hauptgrund, warum die Nickelkonzentration in einem solchen rostfreien Stahl viel niedriger ist als in austenitischem Stahl.

Einige Marken, die kürzlich auf dem modernen Markt erschienen sind, verwenden eine Verbindung aus Mangan und Stickstoff, um das Vorhandensein von Nickel signifikant zu minimieren. Dies wirkt sich günstig auf die Bildung der Produktionskosten aus.

Bis heute gewinnt die Technologie zur Herstellung eines solchen Edelstahls allmählich an Dynamik. Jeder Hersteller bietet seine eigene Marke an. Es gibt viele Marken, die Duplexstähle herstellen und verkaufen. Wenig später wird es möglich sein zu sehen, wie führende Hersteller auf den Markt kommen.

Duplex-Korrosionsbeständigkeit

Aufgrund der Vielzahl der Materialien werden sie bei der Identifizierung der Korrosionsbeständigkeit mit austenitischen, ferritischen Qualitäten zusammengeführt. Korrosionsbeständigkeit ist nicht das gleiche Maß. Das Pitting Resistance Equivalent (PREN) kann zur Klassifizierung von Herstellern verwendet werden.

Bei der Auswahl der Stahlsorte müssen Sie darauf achten, wie geeignet sie für den Betrieb in einer bestimmten korrosiven Umgebung ist.

Spannungsrisskorrosion

SCC ist eine Art von Korrosion, die auftritt, wenn sie einer ganzen Reihe externer Faktoren ausgesetzt wird:

• ätzende Umgebung;
• Zugspannung;
• Hochtemperaturbedingungen bis zu +50 Grad Celsius.

Duplexstähle wie austenitische Stähle wie AISI 304 und AISI 316 sind anfällig für Spannungsrisskorrosion. Folgende Materialien sind rissbeständiger:

• ferritisch;
• Duplexstähle;
• austenitische Stähle, die sich durch eine hohe Nickelkonzentration in der Zusammensetzung auszeichnen.

Die Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion ermöglicht die Verwendung von Duplex in vielen Arten von Prozessen, die unter Hochtemperaturbedingungen durchgeführt werden:

• zur Herstellung von Warmwasserbereitungsstrukturen verwendet werden;
• verwendet für die Herstellung von Tanks zum Brauen von Bier;
• zur Herstellung von Entsalzungsanlagen.

Stahlrahmenrahmenstrukturen sind auch für ihre Tendenz bekannt, Korrosionsrisse zu spannen. Die Verwendung einfacher austenitischer rostfreier Stähle zum Schweißen ist strengstens untersagt. Geeignet für dieses Verfahren sind austenitische Stähle, die für ihren hohen Nickelgehalt bekannt sind. Super Duplex Steel ist eine hervorragende Alternative zu diesem Material.

Gründe für die langsame Allgegenwart von Duplexstählen

Hohe Festigkeit, ein breites Spektrum an Werten für die Beständigkeit gegen Korrosionserscheinungen, ein durchschnittlicher Grad an Schweißbarkeit — all dies sollte das Produktionsniveau dieses Materials erhöhen. Sie müssen jedoch verstehen, dass solche Stähle bestimmte Nachteile haben. Sie verhindern, dass Duplexstähle den Markt für diese Produkte vollständig abdecken.

Der erhöhte Festigkeitsgrad wird als einer der Nachteile angesehen, wenn es um die Herstellbarkeit der Verarbeitung von Rohstoffen durch Druck geht. Dies weist auf ein geringeres Verformungsvermögen als austenitische Stähle hin. Aus diesem Grund ist das Material für die Herstellung von Produkten ungeeignet, die ein hohes Maß an Plastizität erfordern. Wenn die Fähigkeit für diese Art der Verformung auf einem akzeptablen Niveau liegt, ist eine ausreichende Kraft erforderlich, um dem Rohmaterial eine geeignete Form zu geben, beispielsweise beim Biegen von Rohren. In Bezug auf die unbefriedigende Bearbeitbarkeit des Schneidens gibt es eine Ausnahme von der Regel: LDX 2101 von Outokumpu.

Das Schmelzen von Duplexstählen ist ziemlich kompliziert und mühsam. Wenn die Produktionstechnologie verletzt wird, können mehr unerwünschte Phasen auftreten.

Die Bildung der Sigma-Phase wird festgestellt, wenn während der Herstellung und des Schweißens ein Defizit in der Abkühlrate vorliegt. Wenn in Stahl eine große Anzahl von Legierungselementen vorherrscht, steigt die Wahrscheinlichkeit der Bildung dieser Phase. In diesem Fall sind Super-Duplex-Stähle am anfälligsten.

Typischerweise wird eine Sprödigkeit von 475 Grad während der Bildung einer Phase festgestellt, die als α '(Alpha-Balken) bezeichnet wird. Dieses Temperaturregime ist gefährlich. Es ist zu beachten, dass selbst bei Temperaturen von 300 Grad Celsius Sprödigkeit auftreten kann. Dies führt zu gewissen Einschränkungen der Maximaltemperatur für die Verwendung dieses Rohmaterials. Oft schränkt diese Einschränkung den Bereich möglicher Verwendungen weiter ein.

Es ist wichtig zu beachten, dass selbst bei dem für die Verwendung eines solchen Materials zulässigen Mindesttemperaturbereich bestimmte Einschränkungen bestehen. Duplexstähle haben einen spröde-zähen Übergang, wenn sie auf Schlagfestigkeit geprüft werden. Das zulässige Temperaturregime für die Prüfung von Produkten, die zur Herstellung von Strukturen für die Offshore-Öl- und Gasförderung verwendet werden, beträgt 46 Grad Celsius.

Übersicht über die Haupteigenschaften des Duplex

Sie sind wie folgt:

1. Die Festigkeit des Materials ist um ein Vielfaches höher als bei anderen Typen.
2. Es hat einen beeindruckenden Bereich von Korrosionsbeständigkeitswerten. Dies ermöglicht die Auswahl der richtigen Marke je nach Verwendungszweck.
3. Die hohe Schlagfestigkeit beträgt bis zu -80 Grad Celsius. Dies schränkt den Anwendungsbereich in kryogenen Umgebungen erheblich ein.
4. Hohe Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion.
5. Hervorragende Schweißbarkeit großer Profile.
6. Das Auftreten einiger Schwierigkeiten bei der Bearbeitung, beim Stanzen.
7. Die maximale Auftragstemperatur des betreffenden Materials ist auf 300 Grad Celsius begrenzt.

Der Preis für dieses Material ist erschwinglich, so dass es in unserem Land zu einem guten Preis gekauft werden kann. Es hat viele Vorteile. Beispielsweise sind die Kosten für zweiphasige Rohstoffe erheblich niedriger als die Kosten für andere rostfreie Metalle. Die Festigkeitseigenschaften sind deutlich höher als die des Produkts der AISI 300-Klasse. Dies ermöglicht es, viel weniger Rohstoffe für denselben Gerätetyp zu verwenden.

Duplexstahl wird in der Automobilindustrie aktiv eingesetzt. Viele Unternehmen verwenden dieses Material. Auf diese Weise können Sie ein Transportmodell erstellen, das die grundlegenden Schutzanforderungen erfüllt, ohne das Gewicht des Produkts zu erhöhen. Durch den Einsatz moderner Technologien und Materialien steigt das Gewicht des Autos in der Regel um ein Drittel. Deshalb lohnt es sich, zweiphasige Stähle zu verwenden, um das Fahrzeuggewicht deutlich zu reduzieren. Gleichzeitig wird das Sicherheitsproblem behoben. Duplex ermöglicht die Herstellung von Fahrzeugen, die alle grundlegenden Sicherheitsstandards erfüllen. Gleichzeitig steigt der Preis des Endprodukts aufgrund der Verwendung dieser Art von Rohmaterial nicht an.