Überblick über Duplex-Edelstahl
Super-Duplex-Edelstahl unterscheidet sich von Standard-Duplex-Stahlsorten durch seine deutlich verbesserten Korrosionsbeständigkeitseigenschaften.Es handelt sich um ein hochlegiertes Material mit erhöhten Konzentrationen an Korrosionsschutzelementen wie Chrom (Cr) und Molybdän (Mo).Die primäre Super-Duplex-Edelstahlsorte S32750 enthält bis zu 28,0 % Chrom, 3,5 % Molybdän und 8,0 % Nickel (Ni).Diese Komponenten verleihen eine außergewöhnliche Beständigkeit gegenüber korrosiven Stoffen, einschließlich Säuren, Chloriden und ätzenden Lösungen.
Im Allgemeinen bauen Super-Duplex-Edelstähle auf den bewährten Vorteilen von Duplex-Stählen mit verbesserter chemischer Stabilität auf.Dies macht es zu einer idealen Sorte für die Herstellung kritischer Komponenten im petrochemischen Sektor, wie Wärmetauscher, Kessel und Druckbehälterausrüstung.
Mechanische Eigenschaften von Duplex-Edelstahl
Noten | ASTM A789 Klasse S32520 wärmebehandelt | ASTM A790 Klasse S31803 wärmebehandelt | ASTM A790 Klasse S32304 wärmebehandelt | ASTM A815 Klasse S32550 wärmebehandelt | ASTM A815 Klasse S32205 wärmebehandelt |
Elastizitätsmodul | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
Verlängerung | 25 % | 25 % | 25 % | 15 % | 20 % |
Zugfestigkeit | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
Brinellhärte | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Streckgrenze | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
Wärmeausdehnungskoeffizient | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
Spezifische Wärmekapazität | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) |
Wärmeleitfähigkeit | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) |
Klassifizierung von Duplex-Edelstahl
l Der erste Typ ist ein niedriglegierter Typ mit der repräsentativen Qualität UNS S32304 (23Cr-4Ni-0,1N).Der Stahl enthält kein Molybdän und der PREN-Wert beträgt 24-25.Es kann anstelle von AISI304 oder 316 hinsichtlich der Spannungskorrosionsbeständigkeit verwendet werden.
l Der zweite Typ gehört zur mittleren Legierungsart, die repräsentative Marke ist UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0,15N), der PREN-Wert beträgt 32-33 und seine Korrosionsbeständigkeit liegt zwischen AISI 316L und 6 % Mo+N austenitisch Edelstahl.
l Der dritte Typ ist hochlegiert und enthält im Allgemeinen 25 % Cr, Molybdän und Stickstoff, einige enthalten auch Kupfer und Wolfram.Der PREN-Wert der Standardsorte UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0,2N) beträgt 38–39, und die Korrosionsbeständigkeit dieser Stahlsorte ist höher als die von 22 % Cr-Duplex-Edelstahl.
l Der vierte Typ ist Super-Duplex-Edelstahl, der viel Molybdän und Stickstoff enthält.Die Standardqualität ist UNS S32750 (25Cr-7Ni-3,7Mo-0,3N), einige enthalten auch Wolfram und Kupfer.Der PREN-Wert liegt über 40, was auf raue mittlere Bedingungen angewendet werden kann.Es verfügt über eine gute Korrosionsbeständigkeit und umfassende mechanische Eigenschaften, die mit superaustenitischem Edelstahl vergleichbar sind.
Vorteile von Duplex-Edelstahl
Wie oben erwähnt, ist Duplex in der Regel leistungsfähiger als einzelne Stahlsorten in seiner Mikrostruktur.Besser gesagt: Die Kombination der positiven Eigenschaften von Austenit- und Ferritelementen bietet eine bessere Gesamtlösung für eine Vielzahl unterschiedlicher Produktionssituationen.
l Korrosionsschutzeigenschaften – Die Wirkung von Molybdän, Chrom und Stickstoff auf die Korrosionsbeständigkeit von Duplex-Legierungen ist immens.Mehrere Duplex-Legierungen können die Korrosionsschutzleistung gängiger austenitischer Güten wie 304 und 316 erreichen und sogar übertreffen. Sie sind besonders wirksam gegen Spalt- und Lochfraß.
l Spannungsrisskorrosion – SSC entsteht durch mehrere atmosphärische Faktoren, wobei Temperatur und Luftfeuchtigkeit die offensichtlichsten sind.Zugspannung verstärkt das Problem nur noch.Normale austenitische Sorten sind sehr anfällig für Spannungsrisskorrosion – Duplex-Edelstahl hingegen nicht.
l Zähigkeit – Duplex ist zäher als ferritische Stähle – auch bei niedrigeren Temperaturen, erreicht in dieser Hinsicht jedoch nicht die Leistung austenitischer Stähle.
l Festigkeit – Duplexlegierungen können bis zu 2-mal stärker sein als austenitische und ferritische Strukturen.Höhere Festigkeit bedeutet, dass das Metall auch bei geringerer Dicke stabil bleibt, was besonders wichtig für die Gewichtsreduzierung ist.