Přehled duplexní nerezové oceli
Super duplexní nerezová ocel se liší od standardních duplexních jakostí svými výrazně zlepšenými vlastnostmi odolnosti proti korozi. Jedná se o vysoce legovaný materiál se zvýšenými koncentracemi antikorozních prvků, jako je chrom (Cr) a molybden (Mo). Primární super duplexní nerezová ocel S32750 obsahuje až 28,0 % chrómu, 3,5 % molybdenu a 8,0 % niklu (Ni). Tyto komponenty propůjčují výjimečnou odolnost vůči korozivním činidlům, včetně kyselin, chloridů a žíravin.
Obecně platí, že super duplexní nerezové oceli staví na zavedených výhodách duplexních jakostí se zvýšenou chemickou stabilitou. Díky tomu je ideální jakost pro výrobu kritických součástí v petrochemickém sektoru, jako jsou výměníky tepla, kotle a zařízení tlakových nádob.
Mechanické vlastnosti duplexní nerezové oceli
Známky | ASTM A789 Grade S32520 Tepelně zpracováno | ASTM A790 Grade S31803 Tepelně zpracováno | ASTM A790 Grade S32304 Tepelně zpracováno | ASTM A815 Grade S32550 Tepelně zpracováno | ASTM A815 Třída S32205 Tepelně zpracováno |
Modul pružnosti | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
Prodloužení | 25 % | 25 % | 25 % | 15 % | 20 % |
Pevnost v tahu | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
Tvrdost podle Brinella | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Mez kluzu | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
Koeficient tepelné roztažnosti | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
Měrná tepelná kapacita | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) |
Tepelná vodivost | 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) |
Klasifikace duplexní nerezové oceli
l První typ je nízkolegovaný typ s reprezentativní jakostí UNS S32304 (23Cr-4Ni-0,1N). Ocel neobsahuje molybden a hodnota PREN je 24-25. Může být použit místo AISI304 nebo 316 v odolnosti proti korozi namáháním.
l Druhý typ patří do středně legovaného typu, reprezentativní značka je UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0,15N), hodnota PREN je 32-33 a jeho odolnost proti korozi je mezi AISI 316L a 6% austenitické Mo+N nerez.
l Třetí typ je vysoce legovaný typ, který obecně obsahuje 25 % Cr, molybden a dusík a některé obsahují také měď a wolfram. Standardní jakost UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0,2N), hodnota PREN je 38-39 a odolnost proti korozi tohoto typu oceli je vyšší než u 22% Cr duplexní nerezové oceli.
l Čtvrtým typem je super duplexní nerezová ocel, která obsahuje vysoký obsah molybdenu a dusíku. Standardní jakost je UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N) a některé obsahují také wolfram a měď. Hodnota PREN je větší než 40, což lze použít na drsné střední podmínky. Má dobrou odolnost proti korozi a komplexní mechanické vlastnosti, které mohou být srovnatelné se superaustenitickou nerezovou ocelí.
Výhody duplexní nerezové oceli
Jak bylo uvedeno výše, Duplex má obvykle lepší výkon než jednotlivé typy oceli, které se nacházejí v jeho mikrostruktuře. Lépe řečeno, kombinace pozitivních vlastností pocházejících z austenitových a feritových prvků poskytuje lepší celkové řešení pro velké množství různých výrobních situací.
l Antikorozní vlastnosti – Vliv molybdenu, chrómu a dusíku na korozní odolnost slitin Duplex je obrovský. Některé duplexní slitiny se mohou rovnat a převyšovat antikorozní vlastnosti oblíbených austenitických jakostí včetně 304 a 316. Jsou zvláště účinné proti štěrbinové a důlkové korozi.
l Korozní praskání pod napětím – SSC vzniká jako důsledek několika atmosférických faktorů – nejzřetelnější jsou teplota a vlhkost. Napětí v tahu jen přidává k problému. Normální austenitické třídy jsou vysoce náchylné k praskání korozí pod napětím – duplexní nerezová ocel nikoli.
l Houževnatost – Duplex je houževnatější než feritické oceli – i při nižších teplotách, přičemž v tomto ohledu ve skutečnosti neodpovídá výkonu austenitických ocelí.
l Pevnost – Duplexní slitiny mohou být až 2krát pevnější než austenitické i feritické struktury. Vyšší pevnost znamená, že kov zůstává pevný i při zmenšení tloušťky, což je zvláště důležité pro snížení úrovně hmotnosti.