Dvipusės nerūdijančio plieno detalės

Dvipusis nerūdijantis plienas (DSS) reiškia nerūdijantį plieną, kurio feritas ir austenitas sudaro apie 50%, o mažosios fazės kiekis paprastai turi siekti bent 30%. Esant mažam C kiekiui, Cr kiekis yra 18–28%, o Ni – 3–10%. Kai kuriuose plienuose taip pat yra legiruojančių elementų, tokių kaip Mo, Cu, Nb, Ti ir N.

Šio tipo plienas pasižymi tiek austenitinio, tiek feritinio nerūdijančiojo plieno savybėmis. Palyginti su feritu, jis pasižymi didesniu plastiškumu ir kietumu, nėra trapumo kambario temperatūroje, žymiai pagerina tarpkristalinę koroziją ir suvirinimo efektyvumą, išlaiko 475 laipsnių trapumą ir aukštą ferito nerūdijančio plieno šiluminį laidumą bei pasižymi superplastiškumu. Palyginti su austenitiniu nerūdijančiu plienu, jis pasižymi dideliu stiprumu ir žymiai pagerintu atsparumu tarpkristalinei korozijai ir chlorido korozijai. Dvipusis nerūdijantis plienas turi puikų atsparumą įdubimams, taip pat yra nikelį taupantis nerūdijantis plienas.

Struktūra ir tipas

Dvipusis nerūdijantis plienas turi austenito ir ferito charakteristikas dėl savo austenito + ferito dviejų fazių struktūros, o dviejų fazių turinys iš esmės yra vienodas. Takumo riba gali siekti 400 MPa ~ 550 MPa, o tai yra dvigubai didesnė nei įprasto austenitinio nerūdijančio plieno. Palyginti su feritiniu nerūdijančiu plienu, dvipusis nerūdijantis plienas pasižymi dideliu tvirtumu, žema trapios perėjimo temperatūra, žymiai pagerina tarpkristalinę koroziją ir suvirinimo našumą; tuo pačiu metu jis išlaiko kai kurias feritinio nerūdijančio plieno savybes, tokias kaip 475 laipsnių trapumas, didelis šilumos laidumas, mažas linijinio plėtimosi koeficientas, superplastiškumas ir magnetizmas. Palyginti su austenitiniu nerūdijančiu plienu, dvipusis nerūdijantis plienas turi didelį stiprumą, ypač žymiai pagerina takumo ribą ir žymiai pagerina atsparumą įbrėžimams, atsparumą korozijai, atsparumą korozijai ir kitas savybes.

Dvipusis nerūdijantis plienas pagal cheminę sudėtį gali būti suskirstytas į keturis tipus: Cr18 tipas, Cr23 (išskyrus Mo), Cr22 tipas ir Cr25 tipas. Cr25 dvipusis nerūdijantis plienas gali būti suskirstytas į įprastą ir super dvipusį nerūdijantį plieną, tarp kurių plačiau naudojami Cr22 tipas ir Cr25 tipas. Didžioji dalis mano šalyje naudojamo dvipusio nerūdijančio plieno gaminama Švedijoje, tam tikros markės: 3RE60 (Cr18 tipas), SAF2304 (Cr23 tipas), SAF2205 (Cr22 tipas), SAF2507 (Cr25 tipas).

 

Dvipusio nerūdijančio plieno klasifikacija

Pirmoji kategorija yra mažo lydinio tipas, atstovaujamas UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N), kuriame nėra molibdeno ir kurio PREN reikšmė yra 24-25. Jis gali pakeisti AISI304 arba 316 pagal atsparumą korozijai.

Antroji kategorija yra vidutinio lydinio tipas, atstovaujamas UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), kurio PREN reikšmė yra 32-33. Jo atsparumas korozijai yra nuo AISI 316L iki 6% Mo+N austenitinio nerūdijančio plieno.

 

Trečiasis tipas yra didelio lydinio tipas, kuriame paprastai yra 25% Cr, molibdeno ir azoto, o kai kuriuose taip pat yra vario ir volframo. Standartinis laipsnis yra UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N), o PREN reikšmė yra 38-39. Šio tipo plieno atsparumas korozijai yra didesnis nei 22% Cr duplex nerūdijančio plieno.

Ketvirtasis tipas yra super dvipusis nerūdijantis plienas, kuriame yra daug molibdeno ir azoto, standartinė klasė yra UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), o kai kuriuose taip pat yra volframo. ir vario. PREN vertė yra didesnė nei 40, kuri gali būti taikoma atšiaurioms vidutinėms sąlygoms, pasižymi geru atsparumu korozijai ir visapusiškomis mechaninėmis savybėmis ir gali būti palyginama su itin austenitiniu nerūdijančiu plienu.

 

Dvipusio nerūdijančio plieno rūšys
Daugelis dvipusio nerūdijančio plieno rūšių buvo įtrauktos į naująjį mano šalies standartą GB/T 20878-2007 „Nerūdijančio plieno ir karščiui atsparaus plieno rūšys ir cheminė sudėtis“. Pavyzdžiui: 14Cr18Ni11Si4AlTi, 022Cr19Ni5Mo3Si2N, 12Cr21Ni5Ti.
Be to: garsusis 2205 dvipusis plienas atitinka mano šalies 022Cr23Ni5Mo3N.

 

Dvipusio nerūdijančio plieno veikimo charakteristikos
Dėl dviejų fazių struktūros ypatumų, tinkamai kontroliuojant cheminę sudėtį ir terminio apdorojimo procesą, dvipusis nerūdijantis plienas turi tiek feritinio, tiek austenitinio nerūdijančio plieno pranašumus. Jis sujungia puikų austenitinio nerūdijančio plieno tvirtumą ir suvirinamumą su didesniu feritinio nerūdijančio plieno atsparumu ir atsparumu korozijai chlorido įtempiams. Dėl šių puikių savybių dvipusis nerūdijantis plienas greitai išsivystė kaip suvirinama konstrukcinė medžiaga. Nuo devintojo dešimtmečio jis tapo plieno tipu, lygiagrečiu martensitiniam, austenitiniam ir feritiniam nerūdijančiam plienui. Dvipusis nerūdijantis plienas turi šias charakteristikas:
1) Molibdeno turintis dvipusis nerūdijantis plienas turi gerą atsparumą chlorido įtempiams korozijai esant mažam įtempimui. Paprastai 18-8 tipo austenitinis nerūdijantis plienas yra linkęs į įtempių korozijos įtrūkimus neutralaus chlorido tirpaluose, aukštesnėje nei 60 laipsnių temperatūroje. Šilumokaičiai, garintuvai ir kita įranga, pagaminta iš šio tipo nerūdijančio plieno chlorido ir sieros vandenilio pėdsakų pramoninėse terpėse, turi tendenciją sukelti įtempių korozijos įtrūkimus, o dvipusis nerūdijantis plienas turi gerą atsparumą.

2) Molibdeno turintis dvipusis nerūdijantis plienas turi gerą atsparumą duobėms. Esant tokiai pačiai atsparumo įdubimams ekvivalentine verte (PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%), dvipusio nerūdijančio plieno ir austenitinio nerūdijančio plieno kritinis taškinio susidarymo potencialas yra panašus. Dvipusio nerūdijančio plieno ir austenitinio nerūdijančio plieno atsparumas įdubimams yra lygus AISI 316L. Didelio chromo dvipusio nerūdijančio plieno, kurio sudėtyje yra 25 % Cr, ypač azoto, atsparumas taškinėms ir plyšinėms korozijai viršija AISI 316L.

3) Jis turi gerą korozijos nuovargį ir atsparumą dilimui. Esant tam tikroms korozinės terpės sąlygoms, jis tinkamas elektros įrangai, tokiai kaip siurbliai ir vožtuvai, gaminti.

4) Geros visapusiškos mechaninės savybės. Jis pasižymi dideliu stiprumu ir atsparumu nuovargiui, o takumo riba yra dvigubai didesnė nei 18-8 austenitinio nerūdijančio plieno. Pailgėjimas kieto tirpalo būsenoje siekia 25%, o kietumo vertė AK (V įpjova) viršija 100 J.

5) Geras suvirinamumas, maža šiluminio įtrūkimo tendencija, paprastai prieš suvirinant nekaitinama, po suvirinimo neapdorojama termiškai, galima suvirinti 18-8 austenitiniu nerūdijančiu plienu arba angliniu plienu ir kitais skirtingais būdais.

6) Dvipusio nerūdijančio plieno, kuriame yra mažai chromo (18 %Cr), karštojo darbo temperatūros diapazonas yra platesnis nei 18-8 austenitinio nerūdijančio plieno, o atsparumas yra mažas. Jis gali būti tiesiogiai valcuotas, kad būtų pagamintos plieno plokštės be kalimo. Dvipusio nerūdijančio plieno, kurio sudėtyje yra daug chromo (25% Cr), karštasis apdorojimas yra šiek tiek sunkesnis nei austenitinio nerūdijančio plieno, todėl galima gaminti tokius produktus kaip plokštės, vamzdžiai ir laidai.

7) Apdorojant šaltą apdirbimą, kietėjimo efektas yra didesnis nei 18-8 austenitinio nerūdijančio plieno. Ankstyvoje vamzdžių ir plokščių deformacijos stadijoje, norint deformuotis, reikia taikyti didelį įtempį.

8) Palyginti su austenitiniu nerūdijančiu plienu, jis turi didelį šilumos laidumą ir mažą linijinio plėtimosi koeficientą, kuris yra tinkamas naudoti kaip įrangos pamušalas ir sudėtinių plokščių gamyba. Jis taip pat tinka šilumokaičių šerdims gaminti, o šilumos mainų efektyvumas yra didesnis nei austenitinio nerūdijančio plieno.

9) Jis vis dar turi įvairių trapių tendencijų iš didelio chromo feritinio nerūdijančio plieno ir netinka darbo sąlygoms, aukštesnėms nei 300 laipsnių. Kuo mažesnis chromo kiekis dvipusiame nerūdijančiame pliene, tuo mažiau kenksmingos trapios fazės, pvz., σ.