Дуплексна нержавіюча сталь поєднує в собі найкраще з аустенітних і феритних марок, забезпечує високу міцність і стійкість до корозії в одному сплаві.
Серед них, Дуплексна нержавіюча сталь 332c13 виділяється своєю збалансованою мікроструктурою, міцні механічні характеристики, і чудова стійкість до виточки.
У цій статті, ми досліджуємо хімію 332C13, властивості, виготовлення, і реальні програми, які допоможуть інженерам у виборі матеріалів і дизайні.
1. Вступ
Нержавіючі сталі поділяються на чотири основні родини:
- Аустенітний (напр.. 304, 316) з високим вмістом нікелю та чудовою формувальністю
- Феррит (напр.. 430, 444) з хорошою стійкістю до корозійного розтріскування під напругою
- Мартенситний (напр.. 410, 420) забезпечує високу твердість після термічної обробки
- Дуплекс грубе поєднання фаз аустеніту та фериту 50:50
Дуплексні марки з’явилися в 1970-х роках, щоб задовольнити потребу в міцніших, більш стійкі до корозії сплави в агресивних середовищах.
332C13 (Еквівалент EN 1.4462/UNS S31803) користується широкою специфікацією під ASTM A240, A789, і A790 для плити, труба, і трубчасті аплікації.
Ми досліджуємо унікальні характеристики 332C13, щоб допомогти вам ефективно застосувати його в інженерних проектах.
2. Хімічний склад
Duplex 332C13 досягає своєї продуктивності завдяки ретельно збалансованому хімічному складу:
| Елемент | Типовий зміст | Функціонування |
|---|---|---|
| Вуглець (C) | ≤ 0.020% | Обмежує осадження карбіду |
| Хром (Cr) | 21.5–23,5% | Забезпечує стійкість до корозії |
| Нікель (У) | 4.5–6,5% | Стабілізує аустеніт |
| Молібден (Mo) | 2.5–3,5% | Підвищує стійкість до утворення тріщин |
| Азот (П.) | 0.14–0,20% | Підвищує міцність і стійкість до ямок |
| Марганець (Мн) | ≤ 2.00% | Сприяє розкисленню та гарячій обробці |
| Кремнію (І) | ≤ 1.00% | Покращує стійкість до окислення при високій Т |
| Фосфор (С) | ≤ 0.030% | Обмежує крихкість |
| Сірка (S) | ≤ 0.020% | Мінімізує сульфідні включення |
Результатом є a дуплексна мікроструктура приблизно 50% ферит і 50% Аустеніт.
Цей двофазний баланс забезпечує як ударну в'язкість аустенітних сталей, так і стійкість до корозійного розтріскування під напругою хлориду феритних сталей.
Для порівняння, загальний дуплексний сорт 2205 (1.4462) поділяє цю хімію, тоді як SAF 2304 обрізає Mo і N для «мізерного» дуплексу з трохи нижчим опором точці.
3. Механічні властивості
Duplex 332C13 перевершує за міцністю більшість аустенітних і феритних марок:
| Майно | Типове значення |
|---|---|
| Похідна сила (0.2% зсув) | 450–550 МПа |
| Кінцева міцність на розрив | 650–800 МПа |
| Подовження (A₅₀ мм) | ≥ 25% |
| Твердість (Брінелл) | 250–300 HB |
| Модуль еластичності | ~210 ГПа |
Завдяки високій межі текучості — приблизно вдвічі більшій, ніж у 304/316 нержавіюча сталь — вона дає змогу створювати тонші секції та легші конструкції за однакового навантаження.
Крім того, крива напруга-деформація залишається лінійною до високих навантажень, пропонуючи a високе співвідношення міцності до ваги ідеально підходить для посудин під тиском, структурні каркаси, і трубопровід.
4. Фізичні властивості дуплексної нержавіючої сталі 332C13
Завдяки поєднанню помірної щільності та високої жорсткості з чудовою теплопровідністю та контрольованим розширенням, Duplex 332C13 пропонує надійний пакет фізичних властивостей.
| Майно | Типове значення |
|---|---|
| Щільність | 7.75–7,85 г/см³ |
| Модуль еластичності | 200–210 ГПа |
| Співвідношення Пуассона | 0.27–0.30 |
| Теплопровідність | 15–20 Вт/м·К при 20 ° C |
| Конкретна теплоємність | ~460 Дж/кг·К ат 20 ° C |
| Коефіцієнт теплового розширення | 12.5–14 × 10⁻⁶ /°C (20–300 ° C) |
| Електричний опір | 0.5–0,7 мкОм·м ат 20 ° C |
| Магнітна проникність (μᵣ) | 1.01–1,05 (злегка магнітний) |
5. Корозійна стійкість
Duplex 332C13 відмінно справляється з агресивними середовищами:
- Опір: Його Деревина (Еквівалентне число опору піттінгу) обчислює до ≥ 30, що означає відмінну стійкість до питінгу, спричиненого хлоридами.
- Щілинна корозія: Щільні феритові та збагачені Mo фази перешкоджають тріщинному нападу в умовах стоячої морської води.
- Стрес -корозія розтріскувань (SCC): Дуплексні марки стійкі до SCC при навколишніх і підвищених температурах (до ~80 °C) набагато краще ніж 316L.
У паралельних тестах, 332C13 протистоїть виникненню 6% NaCl при 25 °C до +600 мВ проти. Ag/AgCl, тоді як 316L ламається поблизу +300 мВ.
Для морських платформ, хімічні рослини, і багаті хлоридами атмосфери, 332C13 пропонує явну перевагу перед стандартними аустенітними сплавами.
6. Виготовлення та зварюваність
332Двофазна структура C13 підтримує обидва холодна робота і гаряча робота, але його більш висока міцність вимагає надійного обладнання:
- Формування: Можна зігнути, штамп, і рулон 332C13, хоча необхідні сили досягають ~1,5 × тих для 304. Розробники повинні обмежити скорочення за один прохід, щоб уникнути розтріскування.
- Зварюваність: Сплав легко зварюється відповідний дуплексний наповнювач (напр.. ER2209) без попереднього підігріву.
Однак, надмірне надходження тепла може створити крихку σ-фазу в HAZ, тому підтримуйте температуру між проходами нижче 200 °C і за потреби використовуйте багатопрохідну техніку. - Обробка після зварювання: Розчин відпалюють при 1020–1100 °C, з наступним швидким загартуванням, відновлює баланс фаз після інтенсивного зварювання.
У багатьох випадках, однак, відпал після зварювання не потрібен для некритичних компонентів.
Дотримуючись контрольованих робочих процесів зварювання та використовуючи належний присадний метал, виробники можуть використовувати продуктивність 332C13 без серйозної постобробки.
7. Теплостійкість
Duplex 332C13 зберігає механічну цілісність до 300–350 °C. За межами цього діапазону:
- Частка фериту може знизитися, зниження міцності
- Може виникнути повзучість при підвищеній температурі та фазова нестабільність
Його Коефіцієнт теплового розширення (~13 × 10⁻⁶ /°C) лежить між аустенітними (~16 × 10⁻⁶ /°C) і феритні (~10 × 10⁻⁶ /°C) оцінки, обмеження термічної напруги в з'єднаннях різнорідних металів.
\У середньотемпературних теплообмінниках, Судна тиску, і трубопроводи з циклічним тепловим навантаженням, 332C13 забезпечує стабільну роботу без витрат на супердуплексні сплави.
8. Стандарти та позначення
Duplex 332C13 представлений у кількох специфікаціях:
- У 1.4462 (Європа)
- США S31803 / S32205 (США/ASTM A240, A789, A790)
- ISO 11960 для труб OCTG
- NORSOK MDS для підводних застосувань
Виробники постачають 332C13 в лист, плита, бар, трубка, і поковок, часто в розмірах до 15 мм плита або 12 ″ З труби.
Атестація до У 10204 3.1 або ASTM A967 забезпечує відстеження та прийнятний рівень фериту.
9. Застосування 332C13
Завдяки збалансованим властивостям, 332C13 обслуговує різні галузі:
- Морський & Офшорний: Швартовні вироби, трубопровід, клапани, і трубки теплообмінника в морській воді.
- Хімічна обробка: Реактори, трубопровід, резервуари для зберігання, і насоси для роботи з хлоридами, сульфіди, і каустики.
- целюлоза & Папір: Дигести, відбілювальні вежі, і лінії рециркуляції рідини, де відбувається руйнування хлоридів і сульфатів.
- Генерація живлення: Трубка конденсатора, системи охолодження води, і структурна підтримка на атомних і викопних електростанціях.
- Інфраструктура: Мости, архітектурні опори, і фасади будівель, що вимагають як міцності, так і стійкості до атмосферних впливів.
Заміною 316L або навіть 2205 в цих ролях, 332C13 часто знижує витрати на обслуговування і збільшує термін служби.
10. Порівняння з іншими сортами Duplex
Поставити продуктивність 332C13 у контекст, давайте порівняємо його з трьома широко використовуваними дуплексними нержавіючими сталями — 2205, SAF 2304, і супердуплекс 2507 — у кількох ключових вимірах:
| Майно / Сорт | 332C13 (США 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 |
Кр 22–23 На 4,5-6,5 Mo 3.0 N 0,14–0,20 |
Cr 23 У 4.5 Пн – П. 0.10 |
Cr 25 У 7.0 Mo 4.0 П. 0.30 |
| Деревина | ~31 | ~30–32 | ~25 | ≥40 |
| Похідна сила (MPA) | 450–550 | ~ 450 | ~350 | ~620 |
| Сила на розрив (MPA) | 650–800 | 620–680 | ~ 600 | 830–900 |
| Подовження (%) | ≥25 | 25–30 | ≥25 | ≥20 |
| Твердість (HB) | 250–300 | 280–300 | 230–250 | 300–350 |
| Опір | Відмінний (Деревина 31) | Відмінний (Деревина 30) | Добрий (Деревина 25) | Видатний (Дерево ≥40) |
| Опір SCC | Дуже високий | Дуже високий | Високий | Дуже високий |
| Максимальна робоча температура. (° C) | 300–350 | 250–300 | 250–300 | 250–300 |
| Зварюваність | Добрий, контрольована ЗТВ | Добрий, контрольована ЗТВ | Дуже добре | Помірний, σ-фазовий ризик |
| Формування | Помірний | Помірний | Добрий | Бідний |
| Відносна вартість | Середній | Середній | Низький | Високий |
| Доступність | Широко укомплектований | Широко укомплектований | Широко укомплектований | Рідше |
Ключові висновки
- Корозія vs. Вартість: 332C13 і 2205 забезпечують аналогічну стійкість до точкової корекції та SCC за порівняльною ціною; SAF 2304 знижує вміст Mo (і вартість) зі скромними компромісами в PREN.
Супер-дуплекс 2507 досягає найвищого PREN (≥40) але має високу ціну та створює більші труднощі під час зварювання. - Механічний баланс: Дуплекс з нержавіючої сталі 332C13 а 2205 поділяють високу міцність (YS ≈450 МПа, UTS ≈650–700 МПа), тоді як міцність SAF 2304 нижча (~350/600 МПа), і 2507 веде зграю (~620/830 МПа).
Для конструкцій, що вимагають максимальної міцності, 2507 перевершує; для збалансованої продуктивності та економії, 332C13 або 2205 часто вистачає. - Зауваження щодо виготовлення: SAF 2304 забезпечує найлегшу можливість формування, що робить його придатним для жорстких вигинів і глибоких витяжок.
Навпаки, 2507 вимагає суворого термічного контролю, щоб уникнути утворення σ-фази, тоді як 332C13 і 2205 потрапляти між ними. - Теплові & Структурна стабільність: Усі чотири класи надійно працюють до ~300 °C.
Розробники, які стикаються з циклічними тепловими навантаженнями, цінують проміжний коефіцієнт розширення 332C13, мінімізація термічної напруги в зборках зі змішаних металів.
11. Переваги та обмеження
Переваги
- Висока міцність: Обсяг ~2 × 316 л дозволяє легше, більш міцні конструкції.
- Корозійна стійкість: Дерево ≥ 30 протистоїть витісненню, щілина, і SCC в хлоридних середовищах.
- Термічна стабільність: Зберігає властивості до 350 °C з помірним тепловим розширенням.
- Економія життєвого циклу: Подовжені інтервали між обслуговуванням і заміною.
Обмеження
- Формування: Вимагає більшої сили та менших радіусів вигину, ніж аустеніт.
- Втрата високої міцності: Розширена експозиція >350 °C може викликати крихкість HAZ.
- Складність зварювання: Потрібне контрольоване підведення тепла та потенційний відпал після зварювання.
- Доступність: Менше, ніж 304/316, може призвести до часу виконання.
12. Висновок
Дуплексна нержавіюча сталь 332C13 забезпечує переконливий баланс механічна міцність, стійкість до хлоридної корозії, і зварюваність, що робить його вибором для вимогливих мореплавців, хімічний, і структурні програми.
Розуміючи її хімія, обробка, і ліміти обслуговування, інженери можуть з упевненістю визначити 332C13, досягнення тривалого, економічні рішення навіть в агресивних середовищах.
Оскільки промисловість продовжує розширювати межі продуктивності, дуплексні марки, такі як 332C13, відіграватимуть усе більшу роль у підвищенні надійності та стійкості.
Це є ідеальним вибором для ваших виробничих потреб, якщо вам потрібна якісна дуплексне лиття з нержавіючої сталі.
