Baja tahan karat dupleks menggabungkan kualitas austenitik dan feritik terbaik, memberikan kekuatan tinggi dan ketahanan korosi dalam satu paduan.
Diantaranya, Duplex Stainless Steel 332C13 menonjol karena struktur mikronya yang seimbang, kinerja mekanik yang kuat, dan ketahanan pitting yang sangat baik.
Dalam artikel ini, kami mengeksplorasi kimia 332C13, properti, pembuatan, dan aplikasi dunia nyata untuk memandu para insinyur dalam pemilihan dan desain material.
1. Perkenalan
Baja tahan karat terbagi menjadi empat keluarga utama:
- Austenitic (misalnya. 304, 316) dengan nikel tinggi dan sifat mampu bentuk yang sangat baik
- Feritik (misalnya. 430, 444) dengan ketahanan retak stres-korosi yang baik
- Martensit (misalnya. 410, 420) menawarkan kekerasan tinggi setelah perlakuan panas
- Rangkap menggabungkan fase austenit dan ferit secara kasar 50:50
Nilai dupleks muncul pada tahun 1970an untuk memenuhi kebutuhan akan nilai yang lebih kuat, lebih banyak paduan tahan korosi di lingkungan yang agresif.
332C13 (Setara dengan EN 1.4462/UNS S31803) menikmati spesifikasi luas di bawah ASTM A240, A789, Dan A790 untuk piring, pipa, dan aplikasi tabung.
Kami mempelajari atribut unik 332C13 untuk membantu Anda menerapkannya secara efektif dalam proyek teknik.
2. Komposisi Kimia
Duplex 332C13 mencapai kinerjanya melalui bahan kimia yang seimbang:
| Elemen | Konten khas | Fungsi |
|---|---|---|
| Karbon (C) | ≤ 0.020% | Membatasi pengendapan karbida |
| Kromium (Cr) | 21.5–23,5% | Memberikan ketahanan terhadap korosi |
| Nikel (Di dalam) | 4.5–6.5% | Menstabilkan austenite |
| Molybdenum (Mo) | 2.5–3,5% | Meningkatkan ketahanan lubang dan celah |
| Nitrogen (N) | 0.14–0.20% | Meningkatkan kekuatan dan ketahanan pitting |
| Mangan (M N) | ≤ 2.00% | Membantu deoksidasi dan pengerjaan panas |
| Silikon (Dan) | ≤ 1.00% | Meningkatkan ketahanan oksidasi pada T tinggi |
| Fosfor (P) | ≤ 0.030% | Membatasi penggetasan |
| Sulfur (S) | ≤ 0.020% | Meminimalkan inklusi sulfida |
Hasilnya adalah a struktur mikro dupleks kira -kira 50% ferit dan 50% Austenite.
Keseimbangan fase ganda ini menghasilkan ketangguhan baja austenitik dan ketahanan retak korosi tegangan klorida pada baja feritik..
Sebagai perbandingan, kelas dupleks umum 2205 (1.4462) membagikan chemistry ini, sedangkan SAF 2304 memangkas Mo dan N untuk dupleks “ramping” dengan ketahanan pitting yang sedikit lebih rendah.
3. Sifat mekanik
Duplex 332C13 mengungguli sebagian besar tingkat kekuatan austenitik dan feritik:
| Milik | Nilai khas |
|---|---|
| Kekuatan luluh (0.2% mengimbangi) | 450–550 MPa |
| Kekuatan tarik pamungkas | 650–800 MPa |
| Pemanjangan (A₅₀ mm) | ≥ 25% |
| Kekerasan (Brinell) | 250–300HB |
| Modulus elastisitas | ~210 IPK |
Berkat kekuatan luluhnya yang tinggi—kira-kira dua kali lipat dari 304/316 tahan karat—memungkinkan bagian yang lebih tipis dan struktur yang lebih ringan di bawah beban yang sama.
Lebih-lebih lagi, kurva tegangan-regangan tetap linier terhadap beban tinggi, menawarkan a Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi ideal untuk bejana tekan, kerangka struktural, dan pipa.
4. Sifat Fisik Baja Tahan Karat Dupleks 332C13
Dengan menggabungkan kepadatan sedang dan kekakuan tinggi dengan konduktivitas termal yang sangat baik dan ekspansi terkendali, Duplex 332C13 menawarkan paket properti fisik yang kuat.
| Milik | Nilai khas |
|---|---|
| Kepadatan | 7.75–7,85 gram/cm³ |
| Modulus elastisitas | 200–210 IPK |
| Rasio Poisson | 0.27–0.30 |
| Konduktivitas termal | 15–20 W/m·K pada 20 ° C. |
| Kapasitas panas spesifik | ~460 J/kg·K pada 20 ° C. |
| Koefisien ekspansi termal | 12.5–14 × 10⁻⁶ /°C (20–300 °C) |
| Resistivitas listrik | 0.5–0,7 μΩ·m pada 20 ° C. |
| Permeabilitas Magnetik (μᵣ) | 1.01–1.05 (sedikit magnetis) |
5. Resistensi korosi
Duplex 332C13 unggul dalam lingkungan yang agresif:
- Resistensi pitting: Dia Kayu (Jumlah setara resistansi pitting) menghitung ke ≥ 30, yang berarti ketahanan yang sangat baik terhadap pitting yang disebabkan oleh klorida.
- Korosi celah: Ferit padat dan fase yang diperkaya Mo menghambat serangan celah dalam kondisi air laut yang tergenang.
- Retak korosi stres (SCC): Nilai dupleks tahan terhadap SCC pada suhu sekitar dan suhu tinggi (hingga ~80 °C) jauh lebih baik dari 316L.
Dalam tes berdampingan, 332C13 menolak masuk pit 6% NaCl at 25 ° C ke +600 mV vs. Ag/AgCl, sementara 316L rusak di dekatnya +300 mV.
Untuk platform laut, tanaman kimia, dan atmosfer yang kaya klorida, 332C13 menawarkan keunggulan yang jelas dibandingkan paduan austenitik standar.
6. Fabrikasi dan Kemampuan Las
332Struktur fase ganda C13 mendukung keduanya pekerjaan dingin Dan pekerjaan panas, namun kekuatannya yang lebih tinggi memerlukan peralatan yang kuat:
- Kemampuan formulir: Anda bisa membungkuk, perangko, dan gulung 332C13, meskipun gaya yang dibutuhkan mencapai ~1,5× gaya tersebut 304. Desainer harus membatasi pengurangan per lintasan untuk menghindari retak.
- Kemampuan las: Paduannya mudah dilas pengisi dupleks yang cocok (misalnya. ER2209) tanpa pemanasan awal.
Namun, masukan panas yang berlebihan dapat menyebabkan fase σ rapuh di HAZ, jadi pertahankan suhu interpass di bawah 200 °C dan gunakan teknik multi-pass jika diperlukan. - Perawatan Pasca Pengelasan: Sebuah solusi anil di 1020–1100 °C, diikuti dengan pendinginan cepat, mengembalikan keseimbangan fase setelah pengelasan berat.
Dalam banyak kasus, Namun, anil pasca-las tidak diperlukan untuk komponen yang tidak kritis.
Dengan mengikuti alur kerja pengelasan yang terkontrol dan menggunakan logam pengisi yang tepat, perakit dapat memanfaatkan kinerja 332C13 tanpa pasca-pemrosesan besar-besaran.
7. Ketahanan panas
Duplex 332C13 mempertahankan integritas mekanis hingga 300–350 °C. Di luar rentang ini:
- Proporsi ferit bisa turun, mengurangi ketangguhan
- Creep suhu tinggi dan ketidakstabilan fasa dapat terjadi
Dia koefisien ekspansi termal (~13 × 10⁻⁶ /°C) terletak di antara austenitik (~16 × 10⁻⁶ /°C) dan feritik (~10 × 10⁻⁶ /°C) nilai, membatasi tegangan termal pada sambungan logam yang berbeda.
\Dalam penukar panas suhu sedang, Kapal Tekanan, dan perpipaan dengan beban termal siklik, 332C13 menawarkan kinerja yang stabil tanpa biaya paduan super-dupleks.
8. Standar dan Penunjukan
Duplex 332C13 muncul dalam berbagai spesifikasi:
- DI DALAM 1.4462 (Eropa)
- AS S31803 / S32205 (AS/ASTM A240, A789, A790)
- Iso 11960 untuk pipa OCTG
- NORSOK MDS untuk aplikasi bawah laut
Produsen memasok 332C13 in lembaran, piring, batang, tabung, Dan penempaan, seringkali dalam ukuran hingga 15 pelat mm atau 12 ″ DARI pipa.
Sertifikasi ke DI DALAM 10204 3.1 atau ASTM A967 memastikan ketertelusuran dan tingkat ferit yang dapat diterima.
9. Penerapan 332C13
Berkat sifatnya yang seimbang, 332C13 melayani lintas industri:
- Laut & Di lepas pantai: Perangkat keras tambatan, perpipaan, katup, dan pipa penukar panas dalam layanan air laut.
- Pemrosesan Kimia: Reaktor, perpipaan, tangki penyimpanan, dan pompa yang menangani klorida, sulfida, dan kaustik.
- Bubur & Kertas: Pencerna, menara pemutihan, dan jalur resirkulasi minuman keras tempat terjadinya serangan klorida dan sulfat.
- Pembangkit listrik: Tabung kondensor, sistem air pendingin, dan dukungan struktural pada pembangkit listrik tenaga nuklir dan fosil.
- Infrastruktur: Jembatan, pendukung arsitektur, dan fasad bangunan yang membutuhkan kekuatan dan ketahanan terhadap cuaca.
Dengan mengganti 316L atau genap 2205 dalam peran-peran ini, 332C13 sering kali mengurangi biaya pemeliharaan dan meningkatkan masa pakai.
10. Perbandingan dengan Kelas Dupleks Lainnya
Untuk menempatkan kinerja 332C13 dalam konteksnya, mari kita bandingkan dengan tiga baja tahan karat dupleks yang banyak digunakan—2205, SAF 2304, dan super-duplex 2507—di berbagai dimensi utama:
| Milik / Nilai | 332C13 (AS S31803) | 2205 (DI DALAM 1.4462) | SAF 2304 (DI DALAM 1.4362) | 2507 (DI DALAM 1.4410) |
|---|---|---|---|---|
| Kimia | Kr 21.5–23.5 Pada 4,5–6,5 Bulan 2.5–3.5 N 0,14–0,20 |
Kr 22–23 Pada 4,5–6,5 Mo 3.0 N 0,14–0,20 |
Cr 23 Di dalam 4.5 bulan – N 0.10 |
Cr 25 Di dalam 7.0 Mo 4.0 N 0.30 |
| Kayu | ~31 | ~30–32 | ~25 | ≥40 |
| Kekuatan luluh (MPa) | 450–550 | ~ 450 | ~350 | ~ 620 |
| Kekuatan tarik (MPa) | 650–800 | 620–680 | ~600 | 830–900 |
| Pemanjangan (%) | ≥25 | 25–30 | ≥25 | ≥20 |
| Kekerasan (HB) | 250–300 | 280–300 | 230–250 | 300–350 |
| Resistensi pitting | Bagus sekali (Kayu 31) | Bagus sekali (Kayu 30) | Bagus (Kayu 25) | Luar biasa (Kayu ≥40) |
| Resistensi SCC | Sangat tinggi | Sangat tinggi | Tinggi | Sangat tinggi |
| Suhu Layanan Maks. (° C.) | 300–350 | 250–300 | 250–300 | 250–300 |
| Kemampuan las | Bagus, HAZ yang terkendali | Bagus, HAZ yang terkendali | Sangat bagus | Sedang, risiko fase σ |
| Kemampuan formulir | Sedang | Sedang | Bagus | Miskin |
| Biaya relatif | Sedang | Sedang | Rendah | Tinggi |
| Tersedianya | Persediaan banyak | Persediaan banyak | Persediaan banyak | Kurang umum |
Poin Penting
- Korosi vs. Biaya: 332C13 dan 2205 memberikan ketahanan pitting dan SCC yang serupa dengan biaya yang sebanding; SAF 2304 mengurangi konten Mo (dan biaya) dengan trade-off sederhana di PREN.
Super-dupleks 2507 mencapai PREN tertinggi (≥40) namun memiliki harga premium dan menimbulkan tantangan pengelasan yang lebih besar. - Keseimbangan Mekanis: Baja tahan karat dupleks 332C13 dan 2205 berbagi kekuatan tinggi (YS ≈450 MPa, UTS ≈650–700 MPa), sedangkan kekuatan SAF 2304 lebih rendah (~350/600 MPa), Dan 2507 memimpin kawanan itu (~620/830 MPa).
Untuk struktur yang memerlukan kekuatan maksimal, 2507 unggul; untuk kinerja dan ekonomi yang seimbang, 332C13 atau 2205 sering kali sudah cukup. - Pertimbangan Fabrikasi: SAF 2304 menawarkan sifat mampu bentuk yang paling mudah, sehingga cocok untuk tikungan tajam dan tarikan dalam.
Sebaliknya, 2507 memerlukan kontrol termal yang ketat untuk menghindari pembentukan fase σ, sementara 332C13 dan 2205 jatuh di antara keduanya. - Panas & Stabilitas Struktural: Keempat grade beroperasi dengan andal hingga ~300 °C.
Perancang yang menghadapi beban termal siklik menghargai koefisien ekspansi menengah 332C13, meminimalkan tekanan termal pada rakitan logam campuran.
11. Kelebihan dan Keterbatasan
Keuntungan
- Kekuatan tinggi: Hasil ~2× 316L memungkinkan lebih ringan, desain yang lebih kuat.
- Resistensi korosi: Kayu ≥ 30 menolak mengadu, celah, dan SCC di lingkungan klorida.
- Stabilitas termal: Mempertahankan properti untuk 350 °C dengan ekspansi termal sedang.
- Penghematan Siklus Hidup: Interval yang lebih lama antara pemeliharaan dan penggantian.
Batasan
- Kemampuan formulir: Memerlukan gaya yang lebih besar dan jari-jari tekukan yang lebih rapat dibandingkan austenitik.
- Kerugian Ketangguhan Tinggi: Eksposur yang diperluas >350 °C dapat melemahkan HAZ.
- Kompleksitas Pengelasan: Membutuhkan masukan panas yang terkendali dan potensi anil pasca-pengelasan.
- Tersedianya: Stoknya lebih sedikit dibandingkan 304/316, mungkin dikenakan waktu tunggu.
12. Kesimpulan
Duplex Stainless Steel 332C13 menawarkan keseimbangan yang menarik kekuatan mekanis, ketahanan terhadap korosi klorida, Dan kemampuan las, menjadikannya pilihan tepat bagi para pelaut yang menuntut, kimia, dan aplikasi struktural.
Dengan memahaminya kimia, pengolahan, Dan batas layanan, insinyur dapat menentukan 332C13 dengan percaya diri, mencapai tahan lama, solusi hemat biaya bahkan di lingkungan yang agresif.
Ketika industri terus mendorong batasan kinerja, nilai dupleks seperti 332C13 akan memainkan peran yang semakin besar dalam meningkatkan keandalan dan keberlanjutan.
INI adalah pilihan yang sempurna untuk kebutuhan manufaktur Anda jika Anda membutuhkan berkualitas tinggi coran baja tahan karat dupleks.
