El acero inoxidable dúplex es un tipo de acero inoxidable cuya microestructura consta de dos fases, ferrita y austenita, que suelen representar alrededor del 50% cada una. Esta estructura dúplex confiere al acero inoxidable dúplex propiedades únicas al tiempo que mantiene las propiedades de los aceros inoxidables de ferrita y austenita.
El diseño de la composición del acero inoxidable dúplex suele incluir un mayor contenido de cromo, molibdeno y nitrógeno para mejorar su resistencia a la corrosión manteniendo buenas propiedades mecánicas. Este material se utiliza a menudo para fabricar equipos y componentes que requieren alta resistencia y alta resistencia a la corrosión.
Las características del acero inoxidable dúplex se manifiestan principalmente en los siguientes aspectos:
Alta resistencia: el acero inoxidable dúplex tiene un límite elástico y una resistencia a la tracción más altos que el acero inoxidable austenítico ordinario. Su límite elástico suele ser el doble que el del acero inoxidable austenítico, lo que significa que, en las mismas condiciones de tensión, el acero inoxidable dúplex puede utilizar materiales más delgados, lo que ahorra costes.
Excelente resistencia a la corrosión: el acero inoxidable dúplex exhibe una excelente resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión en muchos ambientes corrosivos, especialmente en ambientes de iones de cloruro y ácido sulfúrico. Esto se debe a su estructura dúplex única que puede inhibir eficazmente la propagación de grietas.
Buena tenacidad: A pesar de su alta resistencia, el acero inoxidable dúplex mantiene buena tenacidad y ductilidad. Esto se debe a que su fase de austenita proporciona una tenacidad superior, mientras que la fase de ferrita proporciona una alta resistencia.
Buen rendimiento de soldadura: el acero inoxidable dúplex tiene un buen rendimiento de soldadura y es adecuado para una variedad de métodos de soldadura, incluida la soldadura por arco manual, la soldadura con protección de gas y la soldadura láser. Durante la soldadura, es necesario prestar atención al control del aporte de calor para evitar un desequilibrio en la proporción de las fases de austenita y ferrita en la zona de soldadura afectada por el calor.
Hay muchos grados de acero inoxidable dúplex. Los grados comunes de acero inoxidable dúplex incluyen: 2205, 2507, 3RE60, etc. La siguiente es una tabla de su composición química y propiedades mecánicas.
Composición química:
|
Grado |
do≤ |
Mn≤ |
Si ≤ |
S≤ |
P≤ |
cr≤ |
Ni |
Mo |
Cu≤ |
N |
|
S32750（SAF2507） 00Cr25Ni7Mo4N |
0.03 |
1.20 |
0.8 |
0.020 |
0.035 |
24.0/26.0 |
6.0/8.0 |
3.0/5.0 |
0.50 |
0.24/0.32 |
|
S31803（SAF2205） 00Cr22Ni5Mo3N |
0.03 |
2.00 |
1.0 |
0.020 |
0.030 |
21.0/23.0 |
4.50/6.50 |
2.50/3.50 |
|
0.08/0.20 |
|
S31500（3RE60） 00Cr18Ni5Mo3Si2 |
0.03 |
1.2/2.00 |
1.4/2.00 |
0.030 |
0.030 |
18.0/19.0 |
4.25/5.25 |
2.50/3.00 |
|
0.05/0.10 |
Propiedades mecánicas:
|
Grado |
σb（Mpa）≥ |
σs（Mpa）≥ |
δ（%）≥ |
Dureza |
|
|
Brinell（HB） |
Rockwell (HRC) |
||||
|
S32750（SAF2507） 00Cr25Ni7Mo4N |
800 |
550 |
15 |
310 |
32 |
|
S31803（SAF2205） 00Cr22Ni5Mo3N |
620 |
450 |
25 |
290 |
30.5 |
|
S31500（3RE60） 00Cr18Ni5Mo3Si2 |
630 |
440 |
30 |
290 |
30.5 |
El acero inoxidable dúplex se utiliza ampliamente en muchos campos:
Industria del petróleo y el gas: se utiliza para fabricar oleoductos, tanques de almacenamiento, oleoductos submarinos, etc.
Industria química: se utiliza para fabricar equipos químicos, tanques de almacenamiento, reactores, etc.
Industria de construcción naval: se utiliza para fabricar estructuras de barcos, tanques de almacenamiento, etc.
Industria de la construcción: se utiliza para fabricar estructuras de construcción, puentes, etc.
Industria de alimentos y bebidas: se utiliza para fabricar equipos de procesamiento de alimentos, tanques de almacenamiento, etc.
Procesamiento:
El acero inoxidable dúplex tiene un buen rendimiento de procesamiento, pero se deben tener en cuenta los siguientes puntos:
Corte: debido a la alta resistencia y dureza del acero inoxidable dúplex, es necesario seleccionar materiales de herramienta y parámetros de corte adecuados durante el corte.
Conformado: El acero inoxidable dúplex tiene un buen rendimiento de conformado, pero es necesario considerar su alta resistencia y dureza durante el conformado en frío, y es posible que se requiera una mayor fuerza de conformado y condiciones de lubricación adecuadas.
Tratamiento térmico:
El proceso de tratamiento térmico del acero inoxidable dúplex tiene una influencia importante en su rendimiento. Los métodos comunes de tratamiento térmico incluyen el tratamiento con solución y el tratamiento de envejecimiento.
Tratamiento de solución: calentando a 1100-1200 ℃ y luego enfriando rápidamente (el enfriamiento generalmente se realiza con agua o aire para evitar que se eliminen las fases dañinas), los elementos de aleación del acero se disuelven completamente en la matriz de austenita y ferrita, eliminando tensión interna y mejorando la resistencia a la corrosión y la tenacidad del acero.
Tratamiento de envejecimiento: Calentar y mantener caliente a una temperatura inferior a la temperatura del tratamiento de solución promueve la transformación de fase y el endurecimiento por precipitación, y mejora la resistencia y dureza del acero. La temperatura generalmente está entre 600 y 900 ℃.
El acero inoxidable dúplex tiene ventajas obvias sobre el acero inoxidable austenítico y el acero inoxidable ferrítico.
El acero inoxidable austenítico tiene buena tenacidad y resistencia a la corrosión, pero menor resistencia;
El acero inoxidable ferrítico tiene mayor resistencia, pero su tenacidad y resistencia a la corrosión no son tan buenas como las del acero inoxidable austenítico.
El acero inoxidable dúplex tiene las ventajas de ambos a través de su estructura dúplex.
Al comprender los diversos aspectos del acero inoxidable dúplex, se puede ver que desempeña un papel cada vez más importante en la industria moderna. El acero inoxidable dúplex no solo tiene alta resistencia, excelente resistencia a la corrosión y buena tenacidad, sino que también puede adaptarse a diversos entornos de uso hostiles.
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