Dupleksowe stali nierdzewne łączą najlepsze z klas austenitycznych i ferrytycznych, Dostarczanie wysokiej wytrzymałości i odporności na korozję w jednym stopniu.
Wśród nich, Dupleks stal nierdzewna 332C13 wyróżnia się zrównoważoną mikrostrukturą, Solidna wydajność mechaniczna, i doskonała opór wżerowy.
W tym artykule, Badamy chemię 332C13, właściwości, produkcja, oraz zastosowania w świecie rzeczywistych, aby prowadzić inżynierów w zakresie wyboru i projektowania materiałów.
1. Wstęp
Stale nierdzewne wpadnij na cztery główne rodziny:
- Austenityczny (np. 304, 316) z wysokim niklem i doskonałą formą
- Ferrytyczny (np. 430, 444) z dobrą odpornością na pękanie stresu
- martenzytyczny (np. 410, 420) Oferowanie wysokiej twardości po obróbce cieplnej
- Dupleks Z grubsza łączenie faz austenitu i ferrytu 50:50
Klasy dupleks pojawiły się w latach 70. XX wieku, aby zaspokoić potrzebę silniejszej, więcej stopów opornych na korozję w agresywnych środowiskach.
332C13 (W odpowiednim poziomie 1 4462/UNS S31803) cieszy się szeroko rozpowszechnioną specyfikacją ASTM A240, A789, I A790 na płytkę, rura, i zastosowania rurowe.
Zagłębiamy się w unikalne atrybuty 332C13, które pomogą skutecznie je zastosować w projektach inżynieryjnych.
2. Skład chemiczny
Duplex 332C13 osiąga swoją wydajność poprzez starannie zrównoważoną chemię:
| Element | Typowa treść | Funkcjonować |
|---|---|---|
| Węgiel (C) | ≤ 0.020% | Ogranicza opady węglika |
| Chrom (Kr) | 21.5–23,5% | Zapewnia odporność na korozję |
| Nikiel (W) | 4.5–6,5% | Stabilizuje austenit |
| Molibden (Pon) | 2.5–3,5% | Zwiększa odporność na wżery i szczelinę |
| Azot (N) | 0.14–0,20% | Zwiększa wytrzymałość i odporność na wżery |
| Mangan (Mn) | ≤ 2.00% | Pomaga deoksydacji i pracowanie na gorąco |
| Krzem (I) | ≤ 1.00% | Poprawia odporność na utlenianie przy wysokim t |
| Fosfor (P) | ≤ 0.030% | Ogranicza kruchość |
| Siarka (S) | ≤ 0.020% | Minimalizuje inkluzje siarczku |
Rezultatem jest Mikrostruktura dupleksu w przybliżeniu 50% ferryt i 50% austenit.
Ta równowaga z podwójnym fazą zapewnia zarówno wytrzymałość stali austenitycznej, jak i odporność na pękanie stresu stresu chlorkowego.
Dla porównania, Wspólna ocena dupleksu 2205 (1.4462) dzieli tę chemię, mając na uwadze, że Saf 2304 Przyciąga Mo i N dla „szczupłego” dupleksu z nieco niższą opornością na wżery.
3. Właściwości mechaniczne
Dupleks 332C13 przewyższa większość ocen austenitycznych i ferrytycznych:
| Nieruchomość | Typowa wartość |
|---|---|
| Siła plonu (0.2% zrównoważyć) | 450–550 MPa |
| Najwyższa wytrzymałość na rozciąganie | 650–800 MPa |
| Wydłużenie (A₅₀ mm) | ≥ 25% |
| Twardość (Brinell) | 250–300 Hb |
| Moduł sprężystości | ~ 210 GPA |
Dzięki wysokiej granicy plasty 304/316 Nierdzewne - umożliwia cieńsze sekcje i jaśniejsze konstrukcje pod tym samym obciążeniem.
Ponadto, krzywa naprężenia-odkształcenia pozostaje liniowa do wysokich obciążeń, Oferowanie wysoki stosunek wytrzymałości do masy Idealny do naczyń ciśnieniowych, ramki strukturalne, i rurociąg.
4. Właściwości fizyczne dupleksu stali nierdzewnej 332C13
Łącząc umiarkowaną gęstość i wysoką sztywność z doskonałą przewodnością cieplną i kontrolowaną rozszerzeniem, Duplex 332C13 oferuje solidny pakiet fizyczny.
| Nieruchomość | Typowa wartość |
|---|---|
| Gęstość | 7.75–7,85 g/cm³ |
| Moduł sprężystości | 200–210 GPA |
| Współczynnik Poissona | 0.27–0,30 |
| Przewodność cieplna | 15–20 W/m · K at 20 °C |
| Specyficzna pojemność cieplna | ~ 460 J/kg · k at 20 °C |
| Współczynnik rozszerzalności cieplnej | 12.5–14 × 10⁻⁶ /° C (20–300 ° C.) |
| Oporność elektryczna | 0.5–0,7 μΩ · m przy 20 °C |
| Przepuszczalność magnetyczna (μᵣ) | 1.01–1,05 (Lekko magnetyczny) |
5. Odporność na korozję
Duplex 332C13 wyróżnia się w agresywnych środowiskach:
- Rezystancja wżery: Jego Drewno (Liczba równoważna oporności wżery) oblicza ≥ 30, co przekłada się na doskonałą odporność na wżery indukowane chlorkiem.
- Korozja szczelinowa: Gęste fazy ferrytowe i wzbogacone w MO utrudniają atak szczelin w stagnacji warunków wody morskiej.
- Pękanie korozyjne naprężeniowe (SCC): Gatunki dupleksów są odporne na SCC w temperaturach otoczenia i podwyższonych (do ~ 80 ° C) znacznie lepszy niż 316L.
W testach obok siebie, 332C13 opiera się na wrzeszce 6% Nacl at 25 ° C do +600 MV vs.. AG/AGCL, podczas gdy 316L rozpada się blisko +300 mv.
Dla platform morskich, zakłady chemiczne, i atmosfery bogate w chlorek, 332C13 oferuje wyraźną przewagę nad standardowymi stopami austenitycznymi.
6. Wytwarzanie i spawalność
332Podwójna struktura C13 obsługuje oba zimna praca I Hot-praca, Ale jego wyższa siła wymaga solidnego sprzętu:
- Formowalność: Możesz się zginać, stempel, i roll 332C13, chociaż wymagane siły osiągają ~ 1,5 × te dla 304. Projektanci powinni ograniczyć redukcję na przejście, aby uniknąć pękania.
- Spawalność: Stop spawuje się z łatwością Dopasowywany wypełniacz dupleksowy (np. ER2209) bez podgrzewania.
Jednakże, Nadmierne wejście cieplne może powodować kruchość fazy σ w HAZ, Zatrzymaj więc temperatury międzypasowe poniżej 200 ° C i w razie potrzeby użyj technik wielorakowych. - Leczenie po spawaniu: Rozwiązanie wyżarzanie pod adresem 1020–1100 ° C., po którym następuje szybkie hartowanie, przywraca równowagę fazową po ciężkim spawaniu.
W wielu przypadkach, Jednakże, Wyższenia po spowomówce nie jest konieczne dla komponentów niekrytycznych.
Postępując zgodnie z kontrolowanymi przepływami spawalniczymi i stosowanie odpowiednich metali wypełniających, producenci mogą wykorzystać wydajność 332C13 bez większego przetwarzania końcowego.
7. Odporność na ciepło
Duplex 332C13 utrzymuje integralność mechaniczną do 300–350 ° C.. Poza tym zasięgiem:
- Proporcja ferrytu może spaść, Zmniejszenie wytrzymałości
- Może pojawić się podwyższona temperatura i niestabilność fazowa
Jego Współczynnik rozszerzalności cieplnej (~ 13 × 10⁻⁶ /° C) leży między austenitycznym (~ 16 × 10⁻⁶ /° C) i ferritic (~ 10 × 10⁻⁶ /° C) oceny, Ograniczanie naprężeń termicznych w połączeniach między nimi.
\W umiarkowanych temperaturach wymiennikach ciepła, zbiorniki ciśnieniowe, i rurowanie cyklicznymi obciążeniami termicznymi, 332C13 oferuje stabilną wydajność bez kosztów stopów super-dupleksu.
8. Standardy i oznaczenia
Duplex 332C13 pojawia się w wielu specyfikacjach:
- W 1.4462 (Europa)
- US S31803 / S32205 (USA/ASTM A240, A789, A790)
- ISO 11960 na rurę Octg
- Norsok MDS Do aplikacji podmorskich
Producenci dostarczają 332c13 w arkusz, płyta, bar, rura, I Odkuwki, często w rozmiarach 15 MM Płyta lub 12 ″ Z rury.
Certyfikacja do W 10204 3.1 Lub ASTM A967 zapewnia identyfikowalność i akceptowalne poziomy ferrytu.
9. Zastosowania 332C13
Dzięki zrównoważonym właściwościom, 332C13 służy w różnych branżach:
- Morski & Offshore: Sprzęt do cumowania, rurociąg, zawory, oraz rurki z wymiennikiem ciepła w serwisie wodnym morskim.
- Przetwarzanie chemiczne: Reaktory, rurociąg, zbiorniki magazynowe, i pompy obsługi chlorków, siarczki, i żrące.
- Miąższ & Papier: Trawniki, Bielące wieże, i linie recyrkulacji alkoholu, w których występuje atak chlorku i siarczanu.
- Wytwarzanie energii: Rurka skraplacza, Systemy chłodzące, oraz wsparcie strukturalne w roślinach nuklearnych i opalanych kopalami.
- Infrastruktura: Mosty, Wsparcie architektoniczne, oraz budowanie fasad wymagających zarówno wytrzymałości, jak i odporności na wietrzenie.
Zastępując 316L lub nawet 2205 w tych rolach, 332C13 często obniża koszty konserwacji i zwiększa żywotność serwisową.
10. Porównanie z innymi klasami dupleksów
Aby umieścić wydajność 332C13 w kontekście, Porównajmy to z trzema szeroko stosowanymi dupleksami stali nierdzewnych - 2205, Saf 2304, i Super-Duplex 2507-Across Lot Wymiary kluczowe:
| Nieruchomość / Stopień | 332C13 (US S31803) | 2205 (W 1.4462) | Saf 2304 (W 1.4362) | 2507 (W 1.4410) |
|---|---|---|---|---|
| Chemia | CR 21,5–23,5 To 4,5-6,5 MO 2.5–3,5 N 0,14–0,20 |
CR 22–23 To 4,5-6,5 Pon 3.0 N 0,14–0,20 |
Kr 23 W 4.5 MO - N 0.10 |
Kr 25 W 7.0 Pon 4.0 N 0.30 |
| Drewno | ~ 31 | ~ 30–32 | ~ 25 | ≥40 |
| Siła plonu (MPa) | 450–550 | ~ 450 | ~ 350 | ~ 620 |
| Wytrzymałość na rozciąganie (MPa) | 650–800 | 620–680 | ~ 600 | 830–900 |
| Wydłużenie (%) | ≥25 | 25–30 | ≥25 | ≥20 |
| Twardość (HB) | 250–300 | 280–300 | 230–250 | 300–350 |
| Rezystancja wżery | Doskonały (Drewno 31) | Doskonały (Drewno 30) | Dobry (Drewno 25) | Wybitny (Drewno ≥40) |
| Odporność na SCC | Bardzo wysoko | Bardzo wysoko | Wysoki | Bardzo wysoko |
| Max Temp. (°C) | 300–350 | 250–300 | 250–300 | 250–300 |
| Spawalność | Dobry, kontrolowany haz | Dobry, kontrolowany haz | Bardzo dobry | Umiarkowany, Ryzyko fazy σ |
| Formowalność | Umiarkowany | Umiarkowany | Dobry | Słaby |
| Koszt względny | Średni | Średni | Niski | Wysoki |
| Dostępność | Szeroko zaopatrzony | Szeroko zaopatrzony | Szeroko zaopatrzony | Mniej powszechne |
Kluczowe wyniki
- Korozja vs.. Koszt: 332C13 i 2205 Dostarczaj podobną odporność na wżery i SCC przy porównywalnych kosztach; Saf 2304 zmniejsza zawartość MO (i koszt) ze skromnymi kompromisami w PREN.
Super-dupleks 2507 osiąga najwyższą pren (≥40) ale dowodzi premią ceny i stanowi większe wyzwania związane z spawaniem. - Równowaga mechaniczna: Dupleks stal ze stali nierdzewnej 332C13 i 2205 podziel się wysoką siłą (YS ≈450 MPa, UTS ≈650–700 MPa), podczas gdy siła SAF 2304 znajduje się niżej (~ 350/600 MPa), I 2507 Prowadzi paczkę (~ 620/830 MPa).
Dla struktur wymagających maksymalnej wytrzymałości, 2507 Excels; dla zrównoważonych wyników i gospodarki, 332C13 lub 2205 często wystarczy. - Względy wytwarzania: Saf 2304 oferuje najłatwiejszą formalność, dzięki czemu jest odpowiedni do ciasnych zakrętów i głębokich losowania.
Dla kontrastu, 2507 wymaga ścisłej kontroli termicznej, aby uniknąć tworzenia się fazy σ, podczas gdy 332c13 i 2205 spadać pomiędzy. - Termiczny & Stabilność strukturalna: Wszystkie cztery oceny działają niezawodnie do ~ 300 ° C.
Projektanci od obliczu cyklicznych obciążeń termicznych doceniają średni współczynnik rozszerzenia 332C13, Minimalizowanie naprężeń termicznych w zespołach mieszanych.
11. Zalety i ograniczenia
Zalety
- Wysoka wytrzymałość: Wydajność ~ 2 × 316L umożliwia zapalniczkę, silniejsze projekty.
- Odporność na korozję: Drewno ≥ 30 opiera się wżery, szpara, i SCC w środowiskach chlorkowych.
- Stabilność termiczna: Utrzymuje właściwości 350 ° C z umiarkowanym rozszerzaniem termicznym.
- Oszczędności cyklu życia: Dłuższe odstępy między konserwacją a wymianą.
Ograniczenia
- Formowalność: Wymaga więcej siły i mocniejszych promieni zakrętu niż austenityki.
- Utrata wysokiej jakości: Rozszerzona ekspozycja >350 ° C może się uwięzić.
- Złożoność spawania: Wymaga kontrolowanego wejścia ciepła i potencjalnego wyżarzania po spawaniu.
- Dostępność: Mniej zaopatrzony niż 304/316, może ponieść czas realizacji.
12. Wniosek
Duplex ze stali nierdzewnej 332C13 oferuje atrakcyjną równowagę wytrzymałość mechaniczna, Odporność na korozję chlorków, I spawalność, czyniąc go wyborem dla żądania piechoty morskiej, chemiczny, i zastosowania konstrukcyjne.
Rozumiejąc to chemia, przetwarzanie, I limity usług, Inżynierowie mogą z pewnością określić 332C13, osiągnięcie trwałego, opłacalne rozwiązania nawet w agresywnych środowiskach.
W miarę jak branże nadal przekraczają granice wydajności, Klasy dupleksowe, takie jak 332C13, odgrywają zawsze większą rolę w rozwoju niezawodności i zrównoważonego rozwoju.
TEN jest idealnym wyborem dla twoich potrzeb produkcyjnych, jeśli potrzebujesz wysokiej jakości Dupleks odlewy ze stali nierdzewnej.
