Дуплексная нержавеючая сталь спалучае ў сабе лепшае з аўстэнітных і ферытных марак, забяспечваючы высокую трываласць і ўстойлівасць да карозіі ў адным сплаве.
Сярод іх, Duplex Stainless Steel 332C13 вылучаецца сваёй збалансаванай мікраструктурай, надзейныя механічныя характарыстыкі, і выдатную ўстойлівасць да вылучэнняў.
У гэтым артыкуле, мы даследуем хімію 332C13, ўласцівасці, фабрыкацыя, і рэальныя прыкладанні, каб накіроўваць інжынераў у выбары матэрыялаў і дызайне.
1. Уводзіны
Нержавеючая сталь дзеляцца на чатыры асноўныя сям'і:
- Аўстэніт (e.g. 304, 316) з высокім утрыманнем нікеля і выдатнай пластычнасцю
- Ферытныя (e.g. 430, 444) з добрай устойлівасцю да каразійнага расколіны
- Мартэнічны (e.g. 410, 420) забяспечваючы высокую цвёрдасць пасля тэрмічнай апрацоўкі
- Дуплекс груба злучаючы аўстэніт і ферыт 50:50
Дуплексныя маркі з'явіліся ў 1970-х гадах, каб задаволіць патрэбу ў больш моцных, больш устойлівыя да карозіі сплавы ў агрэсіўных асяроддзях.
332C13 (Эквівалент EN 1.4462/UNS S31803) карыстаецца шырокай спецыфікацыяй пад ASTM A240, A789, і A790 для пліты, труба, і трубкі прыкладанняў.
Мы паглыбляемся ў унікальныя характарыстыкі 332C13, каб дапамагчы вам эфектыўна прымяняць яго ў інжынерных праектах.
2. Хімічны склад
Duplex 332C13 дасягае сваіх характарыстык дзякуючы старанна збалансаванаму хімічнаму складу:
| Элемент | Тыповы змест | Функцыя |
|---|---|---|
| Вуглярод (C) | ≤ 0.020% | Абмяжоўвае выпадзенне карбіду |
| Хром (Кр) | 21.5–23,5% | Забяспечвае ўстойлівасць да карозіі |
| Нік (У) | 4.5–6.5% | Стабілізуе аўстэніт |
| Molybdenum (Мо) | 2.5–3,5% | Павышае ўстойлівасць да адукацыі шчылін |
| Азот (N) | 0.14–0,20% | Павышае трываласць і ўстойлівасць да выбоін |
| Марганец (Мн) | ≤ 2.00% | Спрыяе раскісленню і гарачай апрацоўцы |
| Крэмнім (І) | ≤ 1.00% | Паляпшае ўстойлівасць да акіслення пры высокай Т |
| Фосфар (P) | ≤ 0.030% | Абмяжоўвае далікатнасць |
| Серы (S) | ≤ 0.020% | Зводзіць да мінімуму сульфидные ўключэння |
У выніку а дуплексная мікраструктура прыкладна 50% ферытавых і 50% аустениты.
Гэты двухфазны баланс забяспечвае як трываласць аўстэнітных сталей, так і ўстойлівасць да хларыднага расколіны пад напругай і карозіяй ферытных сталей.
Для параўнання, звычайны дуплексны гатунак 2205 (1.4462) падзяляе гэтую хімію, дзе SAF 2304 абрэзкі Mo і N для «худога» дуплекса з крыху меншым устойлівасцю да кропкавай кропцы.
3. Механічныя ўласцівасці
Duplex 332C13 па трываласці пераўзыходзіць большасць аўстэнітных і ферытных марак:
| Маёмасць | Тыповае значэнне |
|---|---|
| Сіла выхаду (0.2% зрушэнне) | 450–550 Мпа |
| Канчатковая трываласць на расцяжэнне | 650-800 Мпа |
| Падаўжэнне (A₅₀ мм) | ≥ 25% |
| Цяжкасць (Брынел) | 250–300 HB |
| Модуль эластычнасці | ~210 ГПа |
Дзякуючы высокай мяжы цякучасці - прыкладна ў два разы 304/316 нержавеючая — яна дазваляе вырабляць больш тонкія секцыі і больш лёгкія структуры пры такой жа нагрузцы.
Акрамя таго, крывая напружання-дэфармацыі застаецца лінейнай пры высокіх нагрузках, прапаноўваючы а высокае суадносіны трываласці і вагі ідэальна падыходзіць для сасудаў пад ціскам, канструктыўныя каркасы, і трубаправодаў.
4. Фізічныя ўласцівасці дуплекснай нержавеючай сталі 332C13
Спалучаючы ўмераную шчыльнасць і высокую калянасць з выдатнай цеплаправоднасцю і кантраляваным пашырэннем, Duplex 332C13 прапануе надзейны пакет фізічных уласцівасцей.
| Маёмасць | Тыповае значэнне |
|---|---|
| Шчыльнасць | 7.75–7,85 г/см³ |
| Модуль эластычнасці | 200–210 ГПа |
| Каэфіцыент Пуассона | 0.27–0,30 |
| Цеплаправоднасць | 15–20 Вт/м·K ат 20 ° С |
| Канкрэтная цеплаправодная магутнасць | ~460 Дж/кг·K ат 20 ° С |
| Каэфіцыент цеплавога пашырэння | 12.5–14 × 10⁻⁶ /°C (20–300 °C) |
| Электрычны супраціў | 0.5–0,7 мкОм·м ат 20 ° С |
| Магнітная пранікальнасць (μᵣ) | 1.01–1.05 (злёгку магнітныя) |
5. Каразія супраціву
Duplex 332C13 выдатна спраўляецца з агрэсіўнымі асяроддзямі:
- Устойлівасць да вылучэнняў: Яго Дрэва (Піттынгавы супраціў эквівалентнага нумара) разлічвае да ≥ 30, што азначае выдатную ўстойлівасць да хларыд-індукаванай кропкавай кропкі.
- Карозія шчыліны: Шчыльныя ферытавыя і ўзбагачаныя Mo фазы перашкаджаюць атацы шчылін ва ўмовах стаялай марской вады.
- Стрэс -трэсканне карозіі (SCC): Дуплексныя маркі ўстойлівыя да SCC пры тэмпературы навакольнага асяроддзя і пры падвышаных тэмпературах (да ~80 °C) значна лепш, чым 316L.
У паралельных тэстах, 332C13 супрацьстаіць пранікненню 6% NaCl на 25 ° C да +600 мВ супраць. Ag/AgCl, у той час як 316L ламаецца побач +300 мВ.
Для марскіх платформаў, Хімічныя расліны, і багатыя хларыдамі атмасферы, 332C13 прапануе відавочную перавагу перад стандартнымі аўстэнітнымі сплавамі.
6. Выраб і зварвальнасць
332Двухфазная структура C13 падтрымлівае абодва халодная праца і гарачая праца, але яго высокая трываласць патрабуе надзейнага абсталявання:
- Фармальнасць: Можна сагнуцца, марка, і рулон 332C13, хоць неабходныя сілы дасягаюць ~1,5× тых для 304. Дызайнеры павінны абмежаваць скарачэнне за праход, каб пазбегнуць парэпання.
- Зварачнасць: Сплаў лёгка зварваецца адпаведны дуплексны напаўняльнік (e.g. ER2209) без папярэдняга падагрэву.
Аднак, празмернае ўвядзенне цяпла можа стварыць далікатную σ-фазу ў HAZ, таму падтрымлівайце межпраходныя тэмпературы ніжэй 200 °C і пры неабходнасці выкарыстоўвайце шматпраходныя метады. - Апрацоўка пасля зваркі: Раствор адпальваюць пры 1020–1100 °C, Затым ідзе хуткае тушэнне, аднаўляе баланс фаз пасля інтэнсіўнай зваркі.
У многіх выпадках, аднак, адпал пасля зваркі непатрэбны для некрытычных кампанентаў.
Выконваючы кантрольныя працоўныя працэсы зваркі і выкарыстоўваючы належныя прысадкавыя металы, вытворцы могуць выкарыстоўваць прадукцыйнасць 332C13 без сур'ёзнай пост-апрацоўкі.
7. Цеплавая ўстойлівасць
Duplex 332C13 захоўвае механічную цэласнасць да 300–350 °C. За межамі гэтага дыяпазону:
- Доля ферыту можа знізіцца, зніжэнне трываласці
- Можа ўзнікнуць паўзучасць пры падвышанай тэмпературы і фазавая няўстойлівасць
Яго каэфіцыент цеплавога пашырэння (~13 × 10⁻⁶ /°C) ляжыць паміж аўстэніт (~16 × 10⁻⁶ /°C) і ферытныя (~10 × 10⁻⁶ /°C) гатункі, абмежаванне тэрмічнага напружання ў злучэннях разнастайных металаў.
\У цеплаабменніках сярэдняй тэмпературы, пад ціскам, і трубаправодаў з цыклічнымі цеплавымі нагрузкамі, 332C13 забяспечвае стабільную працу без выдаткаў на супердуплексныя сплавы.
8. Стандарты і абазначэнні
Duplex 332C13 фігуруе ў некалькіх спецыфікацыях:
- У 1.4462 (Еўропа)
- ЗША S31803 / S32205 (ЗША/ASTM A240, A789, A790)
- ISO 11960 для труб OCTG
- NORSOK MDS для падводных прыкладанняў
Вытворцы пастаўляюць 332C13 у ліст, талерка, забараняць, трубка, і пакоўкі, часта ў памерах да 15 мм пліта або 12 ″ З трубы.
Сертыфікат да У 10204 3.1 або ASTM A967 забяспечвае адсочванне і прымальны ўзровень ферыту.
9. Прымяненне 332C13
Дзякуючы сваім збалансаваным уласцівасцям, 332C13 абслугоўвае розныя галіны:
- Марская & На беразе: Швартоўная апаратура, трубы, клапаны, і трубкі цеплаабменніка ў марской вадзе.
- Хімічная апрацоўка: Рэактары, трубы, ёмістасці для захоўвання, і помпы для апрацоўкі хларыдаў, сульфіды, і з'едлівыя рэчывы.
- Шалона & Папера: Дыгестры, адбельвальныя вежы, і лініі рэцыркуляцыі лікёру, дзе адбываецца атака хларыдаў і сульфатаў.
- Пакаленне электраэнергіі: Трубкі кандэнсатара, сістэмы астуджэння вады, і структурная падтрымка ядзерных і выкапнёвых электрастанцый.
- Інфраструктура: Масты, архітэктурныя апоры, і фасады будынкаў, якія патрабуюць трываласці і ўстойлівасці да атмасферных уздзеянняў.
Замяніўшы 316L або нават 2205 у гэтых ролях, 332C13 часта зніжае выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне і павялічвае тэрмін службы.
10. Параўнанне з іншымі дуплекснымі гатункамі
Каб паставіць прадукцыйнасць 332C13 у кантэкст, давайце параўнаем яго з трыма шырока распаўсюджанымі дуплекснымі нержавеючымі сталямі — 2205, SAF 2304, і супердуплекс 2507—па некалькіх ключавых вымярэннях:
| Маёмасць / Сартаваць | 332C13 (ЗША S31803) | 2205 (У 1.4462) | SAF 2304 (У 1.4362) | 2507 (У 1.4410) |
|---|---|---|---|---|
| Хімія | Cr 21,5–23,5 На 4,5–6,5 Пн 2,5–3,5 N 0,14–0,20 |
Cr 22–23 На 4,5–6,5 Мо 3.0 N 0,14–0,20 |
Кр 23 У 4.5 пн - N 0.10 |
Кр 25 У 7.0 Мо 4.0 N 0.30 |
| Дрэва | ~31 | ~30–32 | ~25 | ≥40 |
| Сіла выхаду (МПА) | 450–550 | ~ 450 | ~350 | ~ 620 |
| Трываласць на расцяжэнне (МПА) | 650–800 | 620–680 | ~600 | 830–900 |
| Падаўжэнне (%) | ≥25 | 25–30 | ≥25 | ≥20 |
| Цяжкасць (Hb) | 250–300 | 280–300 | 230–250 | 300–350 |
| Устойлівасць да вылучэнняў | Выдатны (Дрэва 31) | Выдатны (Дрэва 30) | Добры (Дрэва 25) | Нявыплачаны (Дрэва ≥40) |
| Супраціў SCC | Вельмі высокі | Вельмі высокі | Высокі | Вельмі высокі |
| Макс. рабочая тэмпература. (° С) | 300–350 | 250–300 | 250–300 | 250–300 |
| Зварачнасць | Добры, кіраваная ЗТВ | Добры, кіраваная ЗТВ | Вельмі добра | Умераны, рызыка σ-фазы |
| Фармальнасць | Умераны | Умераны | Добры | Бедны |
| Адносная кошт | Сярэдні | Сярэдні | Нізкі | Высокі |
| Наяўнасць | Шырока ўкамплектаваны | Шырока ўкамплектаваны | Шырока ўкамплектаваны | Радзей сустракаецца |
Ключавыя выезды
- Карозія супраць. Каштаваць: 332C13 і 2205 забяспечваюць аналагічную ўстойлівасць да вылучэнняў і SCC пры параўнальнай цане; SAF 2304 зніжае ўтрыманне Mo (і кошт) са сціплымі кампрамісамі ў PREN.
Супердуплекс 2507 дасягае найвышэйшага PREN (≥40) але патрабуе вышэйшай цаны і стварае вялікія праблемы пры зварцы. - Механічны баланс: Дуплекс з нержавеючай сталі 332C13 і 2205 падзяляюць высокую трываласць (YS ≈450 МПа, UTS ≈650–700 МПа), у той час як трываласць SAF 2304 сядзіць ніжэй (~350/600 Мпа), і 2507 вядзе зграю (~620/830 Мпа).
Для канструкцый, якія патрабуюць максімальнай трываласці, 2507 пераўзыходзіць; для збалансаванай прадукцыйнасці і эканоміі, 332C13 або 2205 часта бывае дастаткова. - Меркаванні па вырабе: SAF 2304 прапануе самую простую формуемость, што робіць яго прыдатным для жорсткіх выгібаў і глыбокіх уцягванняў.
У адрозненне, 2507 патрабуе строгага тэрмічнага кантролю, каб пазбегнуць адукацыі σ-фазы, у той час як 332C13 і 2205 падаць паміж. - Цеплавы & Структурная стабільнасць: Усе чатыры маркі надзейна працуюць пры тэмпературы да ~300 °C.
Дызайнеры, якія сутыкаюцца з цыклічнымі цеплавымі нагрузкамі, цэняць прамежкавы каэфіцыент пашырэння 332C13, мінімізацыя тэрмічнага напружання ў змешаных металічных вузлах.
11. Перавагі і абмежаванні
Перавагі
- Высокая трываласць: Ураджай ~2 × 316 л дазваляе лягчэй, больш моцныя канструкцыі.
- Каразія супраціву: Дрэва ≥ 30 супрацьстаіць выязваўлення, шчыліну, і SCC ў хларыдных асяроддзях.
- Цеплавая ўстойлівасць: Захоўвае ўласцівасці да 350 °C з умераным цеплавым пашырэннем.
- Эканомія жыццёвага цыкла: Павялічаныя інтэрвалы паміж тэхнічным абслугоўваннем і заменай.
Абмежаванні
- Фармальнасць: Патрабуецца большая сіла і меншы радыус выгібу, чым аўстеніт.
- Страта высокай трываласці: Пашыранае ўздзеянне >350 °C можа выклікаць далікатнасць ЗТВ.
- Складанасць зваркі: Неабходны кантраляваны падвод цяпла і магчымы адпал пасля зваркі.
- Наяўнасць: Менш укамплектаваны, чым 304/316, можа спатрэбіцца час выканання.
12. Conclusion
Дуплексная нержавеючая сталь 332C13 прапануе пераканаўчы баланс Механічная сіла, хларыдная ўстойлівасць да карозіі, і свариваемость, што робіць яго выбарам для патрабавальных марскіх плыняў, хімічны, і структурныя прыкладанні.
Разумеючы яго хіміі, апрацоўка, і ліміты абслугоўвання, інжынеры могуць з упэўненасцю вызначыць 332C13, дасягненне трывалага, эканамічна эфектыўныя рашэнні нават у агрэсіўных асяроддзях.
Паколькі галіны працягваюць рассоўваць межы прадукцыйнасці, дуплексныя маркі, такія як 332C13, будуць гуляць усё большую ролю ў павышэнні надзейнасці і ўстойлівасці.
Гэтае гэта ідэальны выбар для вашых вытворчых патрэбаў, калі вам патрэбна якасная дуплексныя адліўкі з нержавеючай сталі.
