Дуплекс от неръждаема стомана(DSS) се отнася за неръждаема стомана с ферит и аустенит, всеки от които представлява около 50%. Обикновено съдържанието на по-малката фаза трябва да бъде поне 30%. В случай на ниско съдържание на C, съдържанието на Cr е 18% ~ 28%, а съдържанието на Ni е 3% ~ 10%. Някои стомани също съдържат легиращи елементи като Mo, Cu, Nb, Ti и N.
Дуплекс неръждаема стоманасъчетава предимствата на аустенита и ферита и минимизира недостатъците на двете фази. Съставът на дуплексната неръждаема стомана с най-добро представяне е, че съдържанието на ферит е между 60% и 40%, а съдържанието на аустенит е между 40% и 60%. Значително намаляване на който и да е от компонентите ще доведе до влошаване на работата на дуплексната стомана. отслабвам.
Устойчивост на корозия на дуплексна неръждаема стомана
Дуплексните неръждаеми стомани показват висока устойчивост на корозия в по-голямата част от среди, където се използват стандартни аустенитни неръждаеми стомани. Тяхното сравнително високо съдържание на хром, молибден и азот им дава добра устойчивост на хлоридна питинг и корозия. Характеристики на корозия в пукнатини, двуфазната структура е предимство в среди, където може да възникне корозионно напукване от хлориден стрес.
Ако микроструктурата на дуплексната неръждаема стомана съдържа най-малко 30% ферит, нейната устойчивост на корозионно напукване при хлориден стрес е много по-добра от аустенитната неръждаема стомана 304 или 316.
Дуплексните неръждаеми стомани обикновено се разграничават въз основа на стойността PREN на еквивалентното число на устойчивост на питинг. Еквивалентното число на устойчивост на точкова корозия описва устойчивостта на неръждаема стомана на локализирана корозия в среда, съдържаща хлор.
Ролята на легиращите елементи в дуплексната неръждаема стомана
хром
Съдържанието на хром в стоманата трябва да бъде не по-малко от 10,5%, за да се образува стабилен хром-съдържащ пасивиращ филм за защита на стоманата от атмосферна корозия. Корозионната устойчивост на неръждаемата стомана се увеличава с увеличаване на съдържанието на хром. Хромът е ферит-образуващ елемент. Добавянето на хром към стоманата може да насърчи образуването на ферит с кубична структура, центрирана върху тялото. Когато съдържанието на хром в стоманата е по-високо, трябва да се добави повече никел, за да се образува аустенитна или двуфазна (ферит-аустенитна) структура. По-високите количества на хром също могат да насърчат образуването на интерметални фази. Аустенитните неръждаеми стомани имат съдържание на хром най-малко 16%, а дуплексните неръждаеми стомани имат съдържание на хром най-малко 20%. Хромът може също така да повиши устойчивостта на окисляване на стоманата при високи температури. Тази роля на хрома е много важна. Влияе върху образуването и отстраняването на оксидна скала или темпериран цвят след термична обработка или заваряване. Декапирането и премахването на темперирания цвят от дуплексни неръждаеми стомани е по-трудно, отколкото от аустенитни неръждаеми стомани.
Молибден
Молибденът може да подобри устойчивостта на неръждаемата стомана срещу точкова и цепнатина корозия. Когато съдържанието на хром в неръждаемата стомана е най-малко 18%, молибденът е три пъти по-устойчив на точкова и цепнатина корозия от хрома в среда с хлоридни йони. Молибденът е ферит-образуващ елемент и също така увеличава склонността на неръждаемата стомана да образува интерметални фази. Следователно, аустенитните неръждаеми стомани обикновено имат съдържание на молибден по-малко от около 7,5%, а дуплексните неръждаеми стомани имат съдържание на молибден по-малко от 4%.
Азот
Азотът подобрява устойчивостта на аустенитни и дуплексни неръждаеми стомани срещу точкова и цепнатина корозия. Освен това може значително да увеличи здравината на стоманата. Всъщност това е най-ефективният елемент за укрепване на твърдия разтвор и евтин легиращ елемент. Подобряването на якостта на азотсъдържащата дуплексна неръждаема стомана се дължи на нейното по-високо съдържание на аустенит и по-малко интерметална фаза. Азотът не предотвратява утаяването на интерметални фази, но може да забави образуването на интерметални фази, позволявайки достатъчно време за обработка и производство на дуплексна неръждаема стомана. Азотът се добавя към силно устойчиви на корозия аустенитни и дуплексни неръждаеми стомани с високо съдържание на хром и молибден, за да се противодейства на склонността им да образуват сигма фази.
Дуплексните неръждаеми стомани обикновено имат добавен азот и съдържанието на никел, регулирано за постигане на подходящ фазов баланс. Двуфазната структура може да бъде получена чрез балансиране на ферит-образуващите елементи хром и молибден с аустенит-образуващите елементи никел и азот.
никел
Никелът е елемент, който стабилизира аустенита. Никелът подпомага трансформацията на кристалната структура на неръждаемата стомана от центрирана кубична структура (ферит) към лицево-центрирана кубична структура (аустенит). Феритната неръждаема стомана съдържа малко или никакъв никел, дуплексната неръждаема стомана съдържа ниско до умерено съдържание на никел, като например 1,5% до 7%, а аустенитната неръждаема стомана от серия 300 съдържа поне 6% никел. Добавянето на никел забавя образуването на вредни интерметални фази в аустенитни неръждаеми стомани, но забавящият ефект на никела в дуплексните неръждаеми стомани е много по-малко ефективен от азота. Челно центрираната кубична структура придава отлична якост на аустенитната неръждаема стомана. Почти половината от дуплексната неръждаема стомана е аустенит, така че якостта на дуплексната неръждаема стомана е значително по-висока от тази на феритната неръждаема стомана.
Области на приложение на дуплексна неръждаема стомана
Дуплексната неръждаема стомана е универсален материал както в силно корозивни среди, така и като инженерни материали за конструкции от неръждаема стомана.
Употребите му включват:
Хартиена индустрия
Химическа и нефтохимическа промишленост
Хидрометалургия
Органични киселини и разяждащи среди
оборудване за контрол на замърсяването
Резервоар за съхранение на химикали
Офшорни и крайбрежни приложения
Пивоварни водопроводни инсталации
