Il cosiddetto acciaio inossidabile duplex è che la fase ferrite e la fase austenite rappresentano circa la metà l'una dell'altra nella sua solida struttura in soluzione e il contenuto di una piccola quantità di fase deve generalmente raggiungere il 30 percento. Con un basso contenuto di C, il contenuto di Cr è del 18% ~ 28% e il contenuto di Ni è del 3% ~ 10%. Alcuni acciai contengono anche elementi di lega come Mo, Cu, Nb, Ti e N. Questo tipo di acciaio ha le caratteristiche sia degli acciai inossidabili austenitici che ferritici. Rispetto alla ferrite, ha maggiore plasticità e tenacità, nessuna fragilità a temperatura ambiente, resistenza alla corrosione intergranulare e prestazioni di saldatura notevolmente migliorate, pur mantenendo la fragilità a 475 gradi degli acciai inossidabili ferritici, elevata conducibilità termica e superplasticità. Rispetto all'acciaio inossidabile austenitico, ha una maggiore resistenza e una migliore resistenza alla corrosione intergranulare non graffata di alimenti e cloruri. L'acciaio inossidabile duplex è un acciaio inossidabile a risparmio di nichel con un'eccellente resistenza alla vaiolatura.
Proprietà e caratteristiche dell'acciaio inossidabile duplex
A causa delle caratteristiche della struttura a due fasi, attraverso il corretto controllo della composizione chimica e del processo di trattamento termico, l'acciaio inossidabile duplex presenta i vantaggi sia dell'acciaio inossidabile ferritico che dell'acciaio inossidabile austenitico. Combina l'eccellente tenacità e saldabilità dell'acciaio inossidabile austenitico con la maggiore robustezza e resistenza alla corrosione da stress da cloruri dell'acciaio inossidabile ferritico. Sono queste proprietà superiori che fanno sì che l'acciaio inossidabile duplex si sviluppi rapidamente come materiale strutturale saldabile. Dagli anni '80, è diventato una sorta di acciaio giustapposto con acciai inossidabili martensitici, austenitici e ferritici. L'acciaio inossidabile duplex ha le seguenti caratteristiche prestazionali:
(1) L'acciaio inossidabile duplex contenente molibdeno ha una buona resistenza alla corrosione da stress da cloruro in condizioni di basso stress. Generalmente, l'acciaio inossidabile austenitico di tipo 18-8 è soggetto a tensocorrosione in soluzione di cloruro neutro al di sopra di 60 gradi C. Scambiatori di calore, evaporatori e altre apparecchiature realizzate con questo tipo di acciaio inossidabile sono soggetti a tensocorrosione in tracce di cloruro e mezzi industriali di idrogeno solforato, mentre l'acciaio inossidabile duplex ha una buona resistenza.
(2) L'acciaio inossidabile duplex contenente molibdeno ha una buona resistenza alla vaiolatura. Con lo stesso valore equivalente di resistenza alla vaiolatura (PRE=Cr percento più 3,3Mo percento più 16N percento), il potenziale di vaiolatura critico dell'acciaio inossidabile duplex è simile a quello dell'acciaio inossidabile austenitico. La resistenza alla vaiolatura dell'acciaio inossidabile duplex e dell'acciaio inossidabile austenitico è equivalente a AISI 316L. La resistenza alla corrosione per vaiolatura e alla corrosione interstiziale dell'acciaio inossidabile duplex ad alto contenuto di cromo contenente il 25 percento di Cr, in particolare azoto, supera l'AISI 316L.
(3) Ha una buona resistenza alla fatica da corrosione e resistenza alla corrosione da usura. Sotto la condizione di alcuni fluidi corrosivi, è adatto per realizzare apparecchiature elettriche come pompe e valvole.
(4) Le proprietà meccaniche complete sono buone. Ha un'elevata resistenza e resistenza alla fatica e la resistenza allo snervamento è doppia rispetto a quella dell'18-8 acciaio inossidabile austenitico. L'allungamento allo stato di soluzione solida raggiunge il 25% e il valore di tenacità AK (V-notch) è superiore a 100J.
(5) Ha una buona saldabilità e una piccola tendenza alla fessurazione a caldo. Generalmente, il preriscaldamento non è richiesto prima della saldatura e il trattamento termico non è richiesto dopo la saldatura. Può essere saldato con 18-8 acciaio inossidabile austenitico o acciaio al carbonio.
(6) L'intervallo di temperatura di lavorazione a caldo dell'acciaio inossidabile duplex contenente basso contenuto di cromo (18% Cr) è più ampio di quello dell'acciaio inossidabile austenitico 18-8 e la resistenza è ridotta. Può essere laminata direttamente per produrre lastre di acciaio senza forgiatura. La lavorazione a caldo dell'acciaio inossidabile duplex contenente un alto contenuto di cromo (25 percento di Cr) è leggermente più difficile di quella dell'acciaio inossidabile austenitico. Può produrre lastre, tubi, fili e altri prodotti.
(7) Durante la lavorazione a freddo, l'effetto di incrudimento è maggiore di quello dell'18-8 acciaio inossidabile austenitico. Nella fase iniziale della deformazione di tubi e piastre, è necessario applicare una grande sollecitazione prima della deformazione.
(8) Rispetto all'acciaio inossidabile austenitico, ha una grande conduttività termica e un piccolo coefficiente di dilatazione lineare ed è adatto per il rivestimento di apparecchiature e la produzione di lastre composite. È anche adatto per realizzare il nucleo del tubo dello scambiatore di calore e l'efficienza di scambio termico è superiore a quella dell'acciaio inossidabile austenitico.
(9) Esistono ancora varie tendenze alla fragilità dell'acciaio inossidabile ferritico ad alto contenuto di cromo, che non dovrebbero essere utilizzate in condizioni di lavoro superiori a 300 gradi C. Minore è il contenuto di cromo nell'acciaio inossidabile duplex, σ Il danno della fase equifragile è minore.
Duplex Stainless Steel (DSS in breve) si riferisce all'acciaio inossidabile con ferrite e austenite che rappresentano rispettivamente circa il 50 percento. In generale, il contenuto di meno fasi dovrebbe essere almeno del 30 percento.
L'acciaio inossidabile duplex è arrivato alla terza generazione dalla sua nascita negli Stati Uniti negli anni '40. La sua caratteristica principale è che la resistenza allo snervamento può raggiungere 400-550MPa, il doppio di quella dell'acciaio inossidabile ordinario, quindi può risparmiare materiali e ridurre i costi di produzione delle apparecchiature. In termini di resistenza alla corrosione, soprattutto quando l'ambiente medio è relativamente duro (come acqua di mare, alto contenuto di ioni cloruro), la resistenza alla vaiolatura, alla corrosione interstiziale, alla tensocorrosione e alla fatica da corrosione dell'acciaio inossidabile duplex è ovviamente superiore al normale acciaio inossidabile austenitico , e può essere paragonabile all'acciaio inossidabile austenitico altolegato.
L'acciaio inossidabile duplex ha buone prestazioni di saldatura. Rispetto all'acciaio inossidabile ferritico e all'acciaio inossidabile austenitico, non è né come la zona interessata dal calore di saldatura dell'acciaio inossidabile ferritico, che riduce notevolmente la plasticità a causa del grave ingrossamento del grano, né è così sensibile alla saldatura di cricche calde come l'acciaio inossidabile austenitico.
Grazie ai suoi vantaggi speciali, l'acciaio inossidabile duplex è ampiamente utilizzato nelle apparecchiature petrolchimiche, nelle apparecchiature per il trattamento delle acque di mare e delle acque reflue, negli oleodotti e nei gasdotti, nei macchinari per la fabbricazione della carta e in altri settori industriali. Negli ultimi anni è stato studiato ed utilizzato anche nel campo delle strutture portanti dei ponti, con buone prospettive di sviluppo.
