Дуплексные нержавеющие стали сочетают в себе лучшие аустенитные и ферритные оценки, обеспечение высокой прочности и коррозионной сопротивления в одном сплаве.
Среди них, Дуплексная нержавеющая сталь 332C13 выделяется своей сбалансированной микроструктурой, Надежная механическая производительность, и отличное сопротивление ячейки.
В этой статье, Мы исследуем химию 332C13, характеристики, изготовление, и реальные приложения для руководства инженерами по выбору и дизайну материала.
1. Введение
Нержавеющие стали упасть в четыре основных семей:
- Аустенитный (например. 304, 316) с высоким никелем и отличной формируемостью
- Ферритный (например. 430, 444) с хорошей сопротивлением трещин-коррозии стресса
- Мартенситный (например. 410, 420) предлагая высокую твердость после термообработки
- Дуплекс Объединение аустенитов и ферритовых фаз примерно 50:50
Дуплексные оценки появились в 1970 -х годах, чтобы удовлетворить потребность в более сильной, более устойчивые к коррозии сплавы в агрессивной среде.
332C13 (В 14462/UNS S31803 эквивалент) пользуется широко распространенной спецификацией под ASTM A240, A789, и A790 для тарелки, трубка, и приложения труб.
Мы углубимся в уникальные атрибуты 332C13, чтобы помочь вам эффективно применять их в инженерных проектах.
2. Химический состав
Duplex 332C13 достигает своей производительности с помощью тщательно сбалансированной химии:
| Элемент | Типичный контент | Функция |
|---|---|---|
| Углерод (С) | ≤ 0.020% | Ограничивает карбид осадки |
| Хром (Кр) | 21.5–23,5% | Обеспечивает коррозионную стойкость |
| Никель (В) | 4.5–6,5% | Стабилизирует аустенит |
| Молибден (Мо) | 2.5–3,5% | Улучшает устойчивость к питтинге и расщелинам |
| Азот (Н) | 0.14–0,20% | Повышает прочность и сопротивление ячейки |
| Марганец (Мин.) | ≤ 2.00% | СПИД Джакисление и горячая работа |
| Кремний (И) | ≤ 1.00% | Улучшает устойчивость к окислению при высоком T |
| Фосфор (П) | ≤ 0.030% | Ограничивает охрупцию |
| сера (С) | ≤ 0.020% | Минимизирует сульфидные включения |
Результат - Дуплексная микроструктура приблизительно 50% феррит и 50% аустенит.
Этот двойной баланс обеспечивает как прочность аустенитных сталей, так и устойчивость к растрескиванию хлоридов-стресс-коррозии ферритных стали.
Для сравнения, Общий дуплекс 2205 (1.4462) делится этой химией, тогда как Саф 2304 Одежда MO и N для «худого» дуплексного сопоставления с слегка более низким сопротивлением ячейки.
3. Механические свойства
Дуплекс 332C13 превосходит большинство аустенитных и ферритных сортов в силе:
| Свойство | Типичное значение |
|---|---|
| Предел текучести (0.2% компенсировать) | 450–550 МПа |
| Предельная прочность на растяжение | 650–800 МПа |
| Удлинение (A₅₀ мм) | ≥ 25% |
| Твердость (Бринелл) | 250–300 HB |
| Модуль упругости | ~ 210 GPA |
Благодаря его высокой силе доходности - примерно вдвое больше, чем у 304/316 нержавеющая ставка - он включает более тонкие секции и более легкие конструкции под той же нагрузкой.
Более того, Кривая напряжения-деформации остается линейной до высокой нагрузки, предлагая а высокое соотношение прочности и веса Идеально подходит для сосудов под давлением, структурные рамки, и трубопровод.
4. Физические свойства дуплексной нержавеющей стали 332C13
Сочетая умеренную плотность и высокую жесткость с превосходной теплопроводностью и контролируемой расширением, Duplex 332C13 предлагает надежный пакет физической деятельности.
| Свойство | Типичное значение |
|---|---|
| Плотность | 7.75–7,85 г/см= |
| Модуль упругости | 200–210 GPA |
| Коэффициент Пуассона | 0.27–0.30 |
| Теплопроводность | 15–20 Вт/м · К в 20 °С |
| Удельная теплоемкость | ~ 460 J/кг · K в 20 °С |
| Коэффициент теплового расширения | 12.5–14 × 10⁻⁶ /° C (20–300 ° C.) |
| Электрическое сопротивление | 0.5–0,7 мкм · м в 20 °С |
| Магнитная проницаемость (μᵣ) | 1.01–1.05 (слегка магнитный) |
5. Коррозионная стойкость
Duplex 332C13 превосходит в агрессивных условиях:
- Сопротивление ячейки: Его Древесина (Эквивалентное число сопротивления ячеек) рассчитывает ≥ 30, что приводит к превосходному сопротивлению против хлоридного ямы.
- Щелевая коррозия: Плотный феррит и обогащенные МО фазы препятствуют атакам расщелины в условиях застойной морской воды.
- Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC): Дуплексные оценки сопротивляются SCC при окружающей среде и повышенных температурах (до ~ 80 ° C) намного лучше, чем 316L.
В бок о бок, 332C13 сопротивляется воображанию в 6% NaCl в 25 ° C до +600 MV VS. Ag/Agcl, в то время как 316L ломается рядом +300 мв..
Для морских платформ, химические заводы, и богатая хлоридом атмосфера, 332C13 предлагает четкое преимущество перед стандартными аустенитными сплавами.
6. Изготовление и сварка
332Двойная структура C13 поддерживает оба холодная работа и Горячая работа, Но его более высокая сила требует надежного оборудования:
- Формируемость: Вы можете согнуться, штамп, и Roll 332C13, хотя требуемые силы достигают ~ 1,5 × 304. Дизайнеры должны ограничивать сокращение за проход, чтобы избежать растрескивания.
- Свариваемость: Сплавовые сплавы легко Соответствие дуплексного наполнителя (например. ER2209) без предварительного нагрева.
Однако, Чрезмерный тепловой вход может создать хрупкую σ-фазу в HAZ, Так что поддерживайте межпроходные температуры ниже 200 ° C и используйте многопроходные методы, если это необходимо. - Посредственное лечение: Решение отжиг на 1020–1100 ° C., с последующим быстрым тушением, восстанавливает фазовый баланс после тяжелой сварки.
Во многих случаях, однако, Отжиг после пособия не нужен для некритических компонентов.
Следуя контролируемым сварочным рабочим процессам и используя правильные металлы наполнителя, Производители могут использовать производительность 332C13 без крупной постобработки.
7. Теплостойкость
Duplex 332C13 поддерживает механическую целостность вплоть до 300–350 ° C.. За пределами этого диапазона:
- Пропорция феррита может упасть, уменьшение прочности
- Повышенная температурная ползучесть и нестабильность фазы может появиться
Его коэффициент термического расширения (~ 13 × 10⁻⁶ /° C) Ложь между аустенитом (~ 16 × 10⁻⁶ /° C) и ферритный (~ 10 × 10⁻⁶ /° C) оценки, Ограничение теплового напряжения в соединениях разнородных металлов.
\В умеренных температурных теплообменниках, сосуды под давлением, и трубопровождение с циклическими тепловыми нагрузками, 332C13 предлагает стабильную производительность без затрат на супердуплексные сплавы.
8. Стандарты и обозначения
Duplex 332C13 появляется по нескольким спецификациям:
- В 1.4462 (Европа)
- США S31803 / S32205 (США/ASTM A240, A789, A790)
- ИСО 11960 Для октября трубы
- Norsok Mds Для подводных приложений
Производители поставляют 332C13 в лист, тарелка, бар, трубка, и Покрашения, часто в размерах до 15 мм пластина или 12 ″ От трубы.
Сертификация В 10204 3.1 или ASTM A967 обеспечивает отслеживание и приемлемый уровень феррита.
9. Приложения 332C13
Благодаря сбалансированной собственности, 332C13 служит в разных отраслях:
- Морской & Оффшор: Шварное оборудование, трубопровод, клапаны, и Трубки теплообменника в сервисной службе.
- Химическая обработка: Реакторы, трубопровод, резервуары для хранения, и насосы обрабатывают хлориды, сульфиды, и каустика.
- Мякоть & Бумага: Дайдестеры, Отбеливающие башни, и линии рециркуляции ликера, где возникают атака хлорида и сульфата.
- Производство электроэнергии: Конденсаторная трубка, Охлаждающие системы воды, и структурная поддержка на ядерных и ископаемых растениях.
- Инфраструктура: Мосты, Архитектурная поддержка, и фасады здания, требующие как силы, так и сопротивления выветривания.
Заменив 316L или даже 2205 в этих ролях, 332C13 часто снижает затраты на техническое обслуживание и увеличивает срок службы обслуживания.
10. Сравнение с другими дуплексными оценками
Чтобы поместить производительность 332C13 в контексте, Давайте сравним его с тремя широко используемыми дуплексными нержавеющей стали - 2205, Саф 2304, и Super-Duplex 2507-Across множественные ключевые размеры:
| Свойство / Оценка | 332C13 (США S31803) | 2205 (В 1.4462) | Саф 2304 (В 1.4362) | 2507 (В 1.4410) |
|---|---|---|---|---|
| Химия | CR 21,5–23,5 4,5-6,5 МО 2,5–3,5 N 0,14–0,20 |
CR 22–23 4,5-6,5 Мо 3.0 N 0,14–0,20 |
Кр 23 В 4.5 МО - Н 0.10 |
Кр 25 В 7.0 Мо 4.0 Н 0.30 |
| Древесина | ~ 31 | ~ 30–32 | ~ 25 | ≥40 |
| Предел текучести (МПа) | 450–550 | ~ 450 | ~ 350 | ~ 620 |
| Предел прочности (МПа) | 650–800 | 620–680 | ~ 600 | 830–900 |
| Удлинение (%) | ≥25 | 25–30 | ≥25 | ≥20 |
| Твердость (полупансион) | 250–300 | 280–300 | 230–250 | 300–350 |
| Сопротивление ячейки | Отличный (Древесина 31) | Отличный (Древесина 30) | Хороший (Древесина 25) | Выдающийся (Дерево ≥40) |
| Сопротивление SCC | Очень высоко | Очень высоко | Высокий | Очень высоко |
| Максимальный сервис темп. (°С) | 300–350 | 250–300 | 250–300 | 250–300 |
| Свариваемость | Хороший, Контролируемый Хаза | Хороший, Контролируемый Хаза | Очень хороший | Умеренный, σ-фазный риск |
| Формируемость | Умеренный | Умеренный | Хороший | Бедный |
| Относительная стоимость | Середина | Середина | Низкий | Высокий |
| Доступность | Широко снабжен | Широко снабжен | Широко снабжен | Менее распространен |
Ключевые выводы
- Коррозия против. Расходы: 332C13 и 2205 доставить аналогичную устойчивость к питте; Саф 2304 уменьшает содержание МО (и стоимость) со скромными компромиссами в pren.
Супердуплекс 2507 достигает самого высокого пищи (≥40) но заказывает цену премию и создает большие проблемы сварки. - Механический баланс: Дуплексная нержавеющая сталь 332C13 и 2205 Поделиться высокой силой (YS ≈450 МПа, UTS ≈650–700 МПа), в то время как сила SAF 2304 сидит ниже (~ 350/600 МПа), и 2507 ведет пакет (~ 620/830 МПа).
Для структур, требующих максимальной прочности, 2507 преуспевать; Для сбалансированной работы и экономики, 332C13 или 2205 часто достаточно. - Соображения изготовления: Саф 2304 предлагает самую простую формируемость, сделать его подходящим для жестких изгибов и глубоких розыгрышей.
В отличие, 2507 требует строгого теплового контроля, чтобы избежать образования σ-фазы, в то время как 332C13 и 2205 упасть между ними. - Термальный & Структурная стабильность: Все четыре сорта работают надежно до ~ 300 ° C.
Дизайнеры, стоящие перед циклическими тепловыми нагрузками, ценят промежуточный коэффициент расширения 332C13, Минимизация теплового напряжения в смешанных металлических сбоях.
11. Преимущества и ограничения
Преимущества
- Высокая прочность: Выход ~ 2 × 316L позволяет легче, более сильные дизайны.
- Коррозионная стойкость: Дерево ≥ 30 сопротивляется питтинге, расщелина, и SCC в хлоридных средах.
- Термическая стабильность: Поддерживает свойства 350 ° C с умеренным термическим расширением.
- Жизненный цикл экономии: Более длительные интервалы между техническим обслуживанием и заменой.
Ограничения
- Формируемость: Требует больше силы и более плотных радиусов изгиба, чем Austenitics.
- Потеря высокой борьбы: Расширенная экспозиция >350 ° C может охватить Хаз.
- Сложность сварки: Потребности контролируемый тепловой вход и потенциальный отжиг после пособия.
- Доступность: Меньше запаса, чем 304/316, может понести время выполнения срока.
12. Заключение
Дуплексная нержавеющая сталь 332C13 предлагает убедительный баланс механическая прочность, Хлоридная коррозионная стойкость, и свариваемость, Сделать это выбором для требования морской пехоты, химический, и структурные приложения.
Понимая его химия, обработка, и Ограничения обслуживания, Инженеры могут с уверенностью указать 332C13, Достижение долговечного, экономически эффективные решения даже в агрессивных условиях.
Поскольку отрасли продолжают продвигать границы производительности, Дуплексные оценки, такие как 332C13, будут играть более высокую роль в повышении надежности и устойчивости.
ЭТОТ Идеальный выбор для ваших производственных потребностей, если вам нужно высококачественное дуплексные отливки из нержавеющей стали.
