نظرة عامة على دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ
يتم تمييز الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج الفائق عن الدرجات المزدوجة القياسية من خلال خصائصه المقاومة للتآكل المحسنة بشكل ملحوظ. إنها مادة عالية السبائك مع تركيزات مرتفعة من العناصر المضادة للتآكل مثل الكروم (Cr) والموليبدينوم (Mo). تشتمل درجة الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوجة الفائقة الأساسية، S32750، على ما يصل إلى 28.0% كروم، و3.5% موليبدينوم، و8.0% نيكل (Ni). توفر هذه المكونات مقاومة استثنائية للعوامل المسببة للتآكل، بما في ذلك الأحماض والكلوريدات والمحاليل الكاوية.
بشكل عام، يعتمد الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الاتجاه على الفوائد المثبتة للدرجات المزدوجة مع الاستقرار الكيميائي المعزز. وهذا يجعلها درجة مثالية لتصنيع المكونات الحيوية في قطاع البتروكيماويات، مثل المبادلات الحرارية والغلايات ومعدات أوعية الضغط.
الخواص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج
الدرجات | ASTM A789 الصف S32520 المعالجة بالحرارة | ASTM A790 درجة S31803 معالج بالحرارة | ASTM A790 درجة S32304 معالج بالحرارة | ASTM A815 درجة S32550 معالج بالحرارة | ASTM A815 الصف S32205 المعالجة بالحرارة |
معامل مرن | 200 جيجا | 200 جيجا | 200 جيجا | 200 جيجا | 200 جيجا |
استطالة | 25% | 25% | 25% | 15% | 20% |
قوة الشد | 770 ميجا باسكال | 620 ميجا باسكال | 600 ميجا باسكال | 800 ميجا باسكال | 655 ميجا باسكال |
صلابة برينل | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
قوة العائد | 550 ميجا باسكال | 450 ميجا باسكال | 400 ميجا باسكال | 550 ميجا باسكال | 450 ميجا باسكال |
معامل التمدد الحراري | 1E-5 1/ك | 1E-5 1/ك | 1E-5 1/ك | 1E-5 1/ك | 1E-5 1/ك |
القدرة الحرارية المحددة | 440 – 502 جول/(كجم·ك) | 440 – 502 جول/(كجم·ك) | 440 – 502 جول/(كجم·ك) | 440 – 502 جول/(كجم·ك) | 440 – 502 جول/(كجم·ك) |
الموصلية الحرارية | 13 - 30 وات/(م·ك) | 13 - 30 وات/(م·ك) | 13 - 30 وات/(م·ك) | 13 - 30 وات/(م·ك) | 13 - 30 وات/(م·ك) |
تصنيف دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ
ل النوع الأول هو نوع سبيكة منخفضة، مع الصف التمثيلي لـ UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N). لا يحتوي الفولاذ على الموليبدينوم، وقيمة PREN هي 24-25. يمكن استخدامه بدلاً من AISI304 أو 316 في مقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد.
l النوع الثاني ينتمي إلى نوع السبائك المتوسطة، والعلامة التجارية التمثيلية هي UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N)، وقيمة PREN هي 32-33، ومقاومتها للتآكل تتراوح بين AISI 316L و6% Mo+N الأوستنيتي. الفولاذ المقاوم للصدأ.
ل النوع الثالث هو من النوع عالي السبائك والذي يحتوي بشكل عام على 25٪ كروم وموليبدينوم ونيتروجين وبعضها يحتوي أيضًا على النحاس والتنغستن. الدرجة القياسية UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N)، وقيمة PREN هي 38-39، ومقاومة التآكل لهذا النوع من الفولاذ أعلى من مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 22% Cr.
ل النوع الرابع هو الفولاذ المقاوم للصدأ سوبر دوبلكس، والذي يحتوي على نسبة عالية من الموليبدينوم والنيتروجين. الدرجة القياسية هي UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N)، وبعضها يحتوي أيضًا على التنغستن والنحاس. قيمة PREN أكبر من 40، والتي يمكن تطبيقها على الظروف المتوسطة القاسية. إنها تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل وخصائص ميكانيكية شاملة، والتي يمكن مقارنتها بالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الفائق.
فوائد دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ
كما هو مذكور أعلاه، عادةً ما يكون أداء الدوبلكس أفضل من أنواع الفولاذ الفردية الموجودة داخل بنيته المجهرية. والأفضل من ذلك، أن الجمع بين الخصائص الإيجابية القادمة من عناصر الأوستينيت والفريت يوفر حلاً شاملاً أفضل لعدد كبير من مواقف الإنتاج المختلفة.
ل خصائص مضادة للتآكل - تأثير الموليبدينوم والكروم والنيتروجين على مقاومة التآكل للسبائك المزدوجة هائل. يمكن للعديد من السبائك المزدوجة أن تتطابق وتتفوق على الأداء المضاد للتآكل للدرجات الأوستنيتي الشائعة بما في ذلك 304 و316. وهي فعالة بشكل خاص ضد الشقوق والتآكل.
ل تكسير التآكل الإجهادي - SSC يأتي نتيجة لعدة عوامل جوية - درجة الحرارة والرطوبة هي الأكثر وضوحا. يضيف إجهاد الشد إلى المشكلة. الدرجات الأوستنيتي العادية معرضة بشكل كبير للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي - الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج ليس كذلك.
ل المتانة - الدوبلكس أقوى من الفولاذ الحديدي - حتى في درجات الحرارة المنخفضة بينما لا يتطابق فعليًا مع أداء الدرجات الأوستنيتي في هذا الجانب.
ل القوة - يمكن أن تكون السبائك المزدوجة أقوى بما يصل إلى مرتين من الهياكل الأوستنيتية والحديدية. تعني القوة الأعلى أن المعدن يظل ثابتًا حتى مع انخفاض السمك وهو أمر مهم بشكل خاص لتقليل مستويات الوزن.