Duplex roestvrijstalen staal combineren het beste van austenitische en ferritische cijfers, het leveren van hoge sterkte en corrosieweerstand in een enkele legering.
Onder hen, Duplex roestvrij staal 332C13 valt op voor zijn evenwichtige microstructuur, Robuuste mechanische prestaties, en uitstekende putweerstand.
In dit artikel, We verkennen de chemie van 332C13, eigenschappen, verzinsel, en real-world toepassingen om ingenieurs te begeleiden bij materiaalselectie en ontwerp.
1. Invoering
Roestvrij staal vallen in vier hoofdfamilies:
- Austenitisch (bijv. 304, 316) met een hoge nikkel en uitstekende vormbaarheid
- Ferritisch (bijv. 430, 444) met goede weerstand van stresscorrosie
- Martensitisch (bijv. 410, 420) Hoge hardheid bieden na warmtebehandeling
- Dubbelzijdig het ruwweg combineren van austeniet- en ferrietfasen 50:50
Duplex -cijfers zijn in de jaren zeventig naar voren gekomen om de noodzaak van sterker aan te pakken, Meer corrosiebestendige legeringen in agressieve omgevingen.
332C13 (In 1.4462/UNS S31803 equivalent) geniet van wijdverbreide specificatie onder ASTM A240, A789, En A790 voor plaat, pijp, en buistoepassingen.
We duiken in de unieke kenmerken van 332C13 om u te helpen deze effectief toe te passen in engineeringprojecten.
2. Chemische samenstelling
Duplex 332C13 bereikt zijn prestaties door een zorgvuldig uitgebalanceerde chemie:
| Element | Typische inhoud | Functie |
|---|---|---|
| Koolstof (C) | ≤ 0.020% | Beperkt carbide -neerslag |
| Chroom (Cr) | 21.5–23,5% | Biedt corrosieweerstand |
| Nikkel (In) | 4.5–6,5% | Stabiliseert Austenite |
| Molybdeen (ma) | 2.5–3,5% | Verbetert de put- en spleetweerstand |
| Stikstof (N) | 0.14–0,20% | Boost de kracht en putweerstand |
| Mangaan (Mn) | ≤ 2.00% | AIDS DEOXIDATIE EN HOETWERKING |
| Silicium (En) | ≤ 1.00% | Verbetert de oxidatieweerstand bij hoge T |
| Fosfor (P) | ≤ 0.030% | Beperken brosheid |
| Zwavel (S) | ≤ 0.020% | Minimaliseert sulfide -insluitsels |
Het resultaat is een duplex microstructuur van ongeveer 50% ferriet en 50% austeniet.
Deze dubbele fase balans levert zowel de taaiheid van austenitisch staal als de chloride stress-corrosie krakende weerstand van ferritische staal.
Door vergelijking, gemeenschappelijk duplex -cijfer 2205 (1.4462) deelt deze chemie, terwijl Vrij 2304 Trims MO en N voor een "magere" duplex met iets lagere putweerstand.
3. Mechanische eigenschappen
Duplex 332C13 overtreft de meeste austenitische en ferritische cijfers in sterkte:
| Eigendom | Typische waarde |
|---|---|
| Opbrengststerkte (0.2% verbijstering) | 450–550 MPA |
| Ultieme treksterkte | 650–800 MPA |
| Verlenging (A₅₀ mm) | ≥ 25% |
| Hardheid (Brinell) | 250–300 HB |
| Elasticiteitsmodulus | ~ 210 GPA |
Dankzij de hoge opbrengststerkte - verdubbel die van die van 304/316 Roestvrij - het maakt dunnere secties en lichtere structuren mogelijk onder dezelfde belasting.
Verder, De stress-rekcurve blijft lineair tot hoge belastingen, het aanbieden van een hoge sterkte-gewichtsverhouding Ideaal voor drukvaten, structurele frames, en leidingwerk.
4. Fysische eigenschappen van duplex roestvrij staal 332C13
Door een matige dichtheid en hoge stijfheid te combineren met uitstekende thermische geleidbaarheid en gecontroleerde expansie, Duplex 332C13 biedt een robuust pakket voor fysiek property.
| Eigendom | Typische waarde |
|---|---|
| Dikte | 7.75–7.85 g/cm³ |
| Elasticiteitsmodulus | 200–210 GPA |
| De verhouding van Poisson | 0.27–0.30 |
| Thermische geleidbaarheid | 15–20 w/m · k bij 20 °C |
| Specifieke warmtecapaciteit | ~ 460 J/kg · k bij 20 °C |
| Coëfficiënt van thermische uitzetting | 12.5–14 × 10⁻⁶ /° C (20–300 ° C) |
| Elektrische weerstand | 0.5–0,7 μω · m bij 20 °C |
| Magnetische permeabiliteit (μᵣ) | 1.01–1.05 (enigszins magnetisch) |
5. Corrosiebestendigheid
Duplex 332C13 blinkt uit in agressieve omgevingen:
- Putweerstand: Zijn Hout (Pitting Resistance Equivalent Number) berekent tot ≥ 30, wat zich vertaalt in uitstekende weerstand tegen door chloride geïnduceerde putjes.
- Spleetcorrosie: Dichte ferriet en mo-verrijkte fasen belemmeren spleetaanval in stagnerende zeewatercondities.
- Spanningscorrosiescheuren (SCC): Duplex -cijfers weerstaan SCC bij ambient en verhoogde temperaturen (Tot ~ 80 ° C) veel beter dan 316L.
In side-by-side tests, 332C13 verzet zich tegen putjes 6% Sacl op 25 ° C tot +600 MV vs. Ag/Agcl, Terwijl 316L in de buurt breekt +300 MV.
Voor mariene platforms, chemische fabrieken, en chloride-rijke atmosferen, 332C13 biedt een duidelijk voordeel ten opzichte van standaard Austenitische legeringen.
6. Fabricage en lasbaarheid
332De dual-fase structuur van C13 ondersteunt beide koude werk En hete werk, Maar de hogere sterkte vereist robuuste apparatuur:
- Vervormbaarheid: Je kunt buigen, stempel, en rol 332C13, hoewel vereiste krachten ~ 1,5 × die voor 304. Ontwerpers moeten de reductie per pass beperken om te voorkomen dat barsten.
- Lasbaarheid: De legering lets gemakkelijk met Bijpassende duplex -vulstof (bijv. ER2209) zonder voorver te verwarmen.
Echter, Overmatige warmte-invoer kan brosse σ-fase in de HAZ creëren, Dus handhaven de interpass -temperaturen hieronder 200 ° C en gebruik indien nodig multi-pass technieken. - Na de lever: Een oplossing die gloeit op 1020–1100 ° C, gevolgd door een snelle uitdoving, herstelt de fasenaldo na zwaar lassen.
In veel gevallen, Echter, Gloeien na de lage is niet nodig voor niet-kritische componenten.
Door gecontroleerde lasworkflows te volgen en de juiste vulmetalen te gebruiken, Fabrikanten kunnen gebruik maken van de prestaties van 332C13 zonder grote nabewerking.
7. Hittebestendigheid
Duplex 332C13 onderhoudt mechanische integriteit tot 300–350 ° C. Buiten dit bereik:
- Ferrietverhoudingsverhouding kan dalen, Het verminderen van taaiheid
- Verhoogde temperatuur kruip en fase-instabiliteit kan ontstaan
Zijn thermische expansiecoëfficiënt (~ 13 × 10⁻⁶ /° C) ligt tussen Austenitic (~ 16 × 10⁻⁶ /° C) en ferritisch (~ 10 × 10⁻⁶ /° C) cijfers, Beperking van thermische stress in ongelijksoortige metaaljoins.
\Bij warmtekwangers van matige temperatuur, drukvaten, en leidingen met cyclische thermische belastingen, 332C13 biedt stabiele prestaties zonder de kosten van super-duplexlegeringen.
8. Normen en benamingen
Duplex 332C13 verschijnt onder meerdere specificaties:
- IN 1.4462 (Europa)
- VS S31803 / S32205 (VS/ASTM A240, A789, A790)
- ISO 11960 voor OCTG -pijp
- Norsok MDS voor subsea -toepassingen
Producenten leveren 332C13 in laken, bord, bar, buis, En songings, vaak in maten tot aan de maten 15 mm plaat of 12 ″ Van pijp.
Certificering voor IN 10204 3.1 of ASTM A967 zorgt voor traceerbaarheid en acceptabele ferrietniveaus.
9. Toepassingen van 332C13
Dankzij de evenwichtige eigenschappen, 332C13 dient in verschillende industrieën:
- Marien & Offshore: Meerhardware, leidingen, kleppen, en warmtewisselaarslang in zeewaterservice.
- Chemische verwerking: Reactoren, leidingen, opslagtanks, en pompen die chloriden afhandelen, sulfiden, en Caustics.
- Pulp & Papier: Digesters, bleken torens, en drankrecirculatielijnen waarbij chloride en sulfaataanval optreden.
- Energieopwekking: Condensorbuis, Koelwatersystemen, en structurele ondersteuning in nucleaire en fossiele planten.
- Infrastructuur: Bruggen, Architecturale ondersteuning, en het bouwen van gevels die zowel sterkte als verweringsweerstand vereisen.
Door 316l of zelfs te vervangen 2205 In deze rollen, 332C13 verlaagt de onderhoudskosten vaak en verhoogt de levensduur van de services.
10. Vergelijking met andere duplex -cijfers
Om de prestaties van 332C13 in context te plaatsen, Laten we het vergelijken met drie veelgebruikte duplex roestvrij staal - 2205, Vrij 2304, en Super-Duplex 2507-Across Meerdere sleutelafmetingen:
| Eigendom / Cijfer | 332C13 (VS S31803) | 2205 (IN 1.4462) | Vrij 2304 (IN 1.4362) | 2507 (IN 1.4410) |
|---|---|---|---|---|
| Scheikunde | CR 21.5–23.5 Is 4.5-6.5 MO 2.5–3.5 N 0,14–0,20 |
CR 22–23 Is 4.5-6.5 ma 3.0 N 0,14–0,20 |
Cr 23 In 4.5 MO - N 0.10 |
Cr 25 In 7.0 ma 4.0 N 0.30 |
| Hout | ~ 31 | ~ 30–32 | ~ 25 | ≥40 |
| Opbrengststerkte (MPa) | 450–550 | ~ 450 | ~ 350 | ~ 620 |
| Treksterkte (MPa) | 650–800 | 620–680 | ~ 600 | 830–900 |
| Verlenging (%) | ≥25 | 25–30 | ≥25 | ≥20 |
| Hardheid (HB) | 250–300 | 280–300 | 230–250 | 300–350 |
| Putweerstand | Uitstekend (Hout 31) | Uitstekend (Hout 30) | Goed (Hout 25) | Uitstekend (Hout ≥40) |
| SCC -weerstand | Erg hoog | Erg hoog | Hoog | Erg hoog |
| Max Service Temp. (°C) | 300–350 | 250–300 | 250–300 | 250–300 |
| Lasbaarheid | Goed, Gecontroleerd HAZ | Goed, Gecontroleerd HAZ | Erg goed | Gematigd, σ-fase risico |
| Vervormbaarheid | Gematigd | Gematigd | Goed | Arm |
| Relatieve kosten | Medium | Medium | Laag | Hoog |
| Beschikbaarheid | Wijd gevuld | Wijd gevuld | Wijd gevuld | Minder gebruikelijk |
Belangrijke afhaalrestaurants
- Corrosie versus. Kosten: 332C13 en 2205 Lever vergelijkbare put- en SCC -weerstand tegen vergelijkbare kosten; Vrij 2304 Vermindert MO -inhoud (en kosten) met bescheiden afwegingen in Pren.
Super-duplex 2507 bereikt de hoogste pren (≥40) maar beveelt een prijspremie en vormt meer lasuitdagingen. - Mechanisch evenwicht: Duplex roestvrij staal 332C13 en 2205 Deel hoge kracht (YS ≈450 MPa, UTS ≈650–700 MPa), Terwijl de sterkte van SAF 2304 lager zit (~ 350/600 MPa), En 2507 leidt het pakket (~ 620/830 MPA).
Voor structuren die maximale sterkte vereisen, 2507 uitblinken; Voor evenwichtige prestaties en economie, 332C13 of 2205 Vaak voldoende. - Fabricageoverwegingen: Vrij 2304 Biedt de gemakkelijkste vormbaarheid, waardoor het geschikt is voor strakke bochten en diepe trekkingen.
In tegenstelling, 2507 vereist strikte thermische controle om σ-fase vorming te voorkomen, terwijl 332C13 en 2205 tussendoor vallen. - Thermisch & Structurele stabiliteit: Alle vier de cijfers werken betrouwbaar tot ~ 300 ° C.
Ontwerpers die worden geconfronteerd met cyclische thermische belastingen waarderen de tussenliggende expanscoëfficiënt van 332C13, Minimalisatie van thermische spanning in gemengde metaalassemblages.
11. Voordelen en beperkingen
Voordelen
- Hoge sterkte: Opbrengst ~ 2 × 316l maakt lichter mogelijk, Sterkere ontwerpen.
- Corrosiebestendigheid: Hout ≥ 30 Weer bestand tegen putjes, spleet, en SCC in chloride -omgevingen.
- Thermische stabiliteit: Onderhoudt eigenschappen aan 350 ° C met matige thermische expansie.
- Lifecycle -besparingen: Langere intervallen tussen onderhoud en vervanging.
Beperkingen
- Vervormbaarheid: Vereist meer kracht en strakkere buigstralen dan Austenitics.
- Verlies met een hoge toedigheid: Uitgebreide blootstelling >350 ° C kan haz burchen.
- Lascomplexiteit: Heeft gecontroleerde warmte-input en potentiële post-lag gloeien nodig.
- Beschikbaarheid: Minder gevuld dan 304/316, kan doorlooptijden zijn.
12. Conclusie
Duplex roestvrij staal 332C13 biedt een dwingende balans tussen mechanische sterkte, chloride corrosiebestendigheid, En lasbaarheid, waardoor het een go-to-keuze is voor het eisen van marine, chemisch, en structurele toepassingen.
Door zijn te begrijpen scheikunde, verwerking, En servicelimieten, Ingenieurs kunnen 332C13 met vertrouwen specificeren, duurzaam bereiken, kosteneffectieve oplossingen, zelfs in agressieve omgevingen.
Terwijl de industrieën de grenzen van de prestaties blijven verleggen, Duplex-cijfers zoals 332C13 zullen een steeds grotere rol spelen bij het bevorderen van betrouwbaarheid en duurzaamheid.
DEZE is de perfecte keuze voor uw productiebehoeften als u van hoge kwaliteit nodig is Duplex roestvrijstalen gietstukken.
