فولادهای زنگ نزن دوپلكس و انواع متداول آن
فولادهای زنگ نزن دوپلكس
اين فولادها داراي تركيبات شيميايي و زيرساختار متوازن (Duplex) و تقريباً نسبت مساوي فريتي و آستنيتي هستند.
خواص اين دسته از فولادهاي زنگ نزن به طور خلاصه در زير آمده است:
- ترکیب شیميايي براساس كروم و مولیبدن بالا به ترتيب مقاومت به خوردگي بين دانه اي و خوردگي حفره اي را بهبود مي بخشد.
- افزودن نيتروژن ميتواند به وسیله مكانيسم محلول جامد بين نشینی، سختي ساختار را افزايش داده كه در نهايت راندمان مقاومت و چقرمگي را ارتقاء مي بخشد.
- زير ساختار دو فازی متضمن مقاومت بالا بوده و در مقابل ايجاد حفره و ترك ناشي از شكست خوردگي تحت تنش((SCC از خود مقاومت نشان ميدهد.
- چقرمگي فولادهاي زنگ نزن دوپلكس نسبت به فولاد های زنگ نزن فريتي بالاتر است ، اما نسبت به فولاد زنگ نزن آستنيتي پايين تر می باشد.
- اين فولادها به راحتي قابل جوشكاری بوده و داراي مقاومت كششي بالايي هستند.
شكل 1 مقايسه رفتار 316L و دوپلكس هاي 2707, 2507, 2205 را بعد از 24 ساعت در دماي 85 درجه سانتی گراد در محلول %6 Fecl3 نشان ميدهد .
جدول 1 خواص مكانيكي و تركيب شيميايي فولادهاي زنگ نزن 316L و 904Lو انواع دوپلكس هاي متداول (2707,2507,2205,630(17-4PH)) را نشان ميدهد.
| Mechanical Properties | Chemical Compositions % | ||||||||||
| Elongation | Tensile Strength | Proof Strength | Cb | Cu | N | Mo | Ni | Cr | C max | UNS | Grade |
| A% | R m | R p0.2 | |||||||||
| Min. | MPa | MPa,min. | |||||||||
| Duplex | |||||||||||
| 25 | 920-1100 | 700 | – | – | 0.3 | 5 | 6.5 | 27 | 0.030 | S32707 | 2707HD |
| 25 | 800-1100 | 550 | – | – | 0.3 | 4 | 7 | 25 | 0.030 | S32750 | 2507 |
| 25 | 680-1000 | 485 | – | – | 0.2 | 3.2 | 5 | 22 | 0.030 | S32205 | 2205 |
| 50 | 1100 | 1000 | 0.30 | 3-5 | – | – | 4 | 17 | 0.070 | S17400 | 630(17-4PH) |
| Austenitic | |||||||||||
| 45 | 515-690 | 220 | – | – | – | 2.1 | 11.5 | 17 | 0.030 | S31603 | (316L) |
| 35 | 520-720 | 230 | – | – | – | 4.5 | 25 | 20 | 0.020 | N08904 | (904L) |
جدول 1
با توجه به گسترش مصرف فولادهاي دوپلكس اجمالاً خواص و وي‍‍‍‍ژگيهاي متداولترين فولادهاي دوپلكس با استاندارد 2205 ، جهت آشنايي بيشتر ارائه ميگردد.
فولاد زنگ نزن دوپلكس (دوتايي )(DIN 1.4462) AISI 2205
هنگامي كه عمليات حرارتي به درستي در مورد فولاد زنگ نزن دوپلكس (دوتايي ) 2205 اعمال ميشود در ساختار متالورژيكي آن آستنيت و فريت به طور مساوي ايجاد خواهد شد.
ساختار مورد نظر،2205 را در مقابل شكست خوردگي تحت تنش(SCC) مقاومتر از فولاد هاي زنگ نزن آستنیتی نظیر 304 و316 مينمايد .كرم بالاتر همراه با موليبدن و نيتروژن مقاومت در برابر حفره اي شدن و افزايش خوردگي را در حضور يون كلر به ميزان قابل توجهي بهبود ميبخشد .در بيشتر محيط ها ، مقاومت به خوردگي 2205 از 316 بسيار بهتر بوده به اضافه اينكه عموماً تنش تسليم (مقاومت در برابر تغيير شكل پلاستیک ) در 2205 تقريباً دو برابر فولادهاي زنگ نزن آستنيتي مي باشد.
رفتار فيزيكي فولاد 2205 در دماي 50- درجه سانتي گراد ، از نرم به ترد تبديل شده لذا دماي كاربري اين فولاد عمدتاً در محدوده 50- درجه الي 300+ درجه سانتي گراد مي باشد.
فولاد 2205 به صورت بسيار قابل توجهي درمحيط هاي حاوي يون كلر و سولفيد هيدروژن مانند محيط هاي دريايي ، استخراج نفت و گاز مقاوم و كاربرد دارد.
كابرد عمده اين فولاد در خطوط لوله ، مخازن تحت فشار ، مخازن حمل و نگهداري ، صنايع نيشكر ، چوب وكاغذ و صنايع معدن مي باشد بطوريكه فولاد 2205 به صورت همه جانبه اي در خطوط لوله و مخازن استخراج نفت وگاز از چاههاي ترش و پالايشگاهها و محيط هاي داراي يون كلرو سولفید به کار می رود.
2205 نيز در مبدلهاي حرارتي كه آب شور يا آب داراي يون كلر جهت خنك كن به كار مي رود استفاده ميشود.
2205 با استاندارد ASTMA240 مطابق با (1/4462)DIN با استانداردEN10088-2 ميباشد.
تر كيب شيميايي و خواص مكانيكي2205 در جدول 2 به شرح زير مشهود است .
CHEMICAL COMPOSITION
| %N | %Mo | %Ni | %Cr | %S | %P | %Mn | %Si | %C | Type |
| 0.14
0.20 |
3.00
3.50 |
4.50
6.50 |
22.00
23.00 |
0.020
max |
0.30
max |
2.00
max |
1.00
max |
0.030
max |
S32205 |
MECHANICAL PROPERTIES
| Impact Energy(J) | Brinell Hardness | Elongation
(%) |
Tensile Strength(MPa) | 0.2% Proof Stress(MPa) | Product Form 1 or Gauge(mm) | Type | |||
| -40 oc | 20 oc | ||||||||
| – | – | 293 max | 25 min 2 | 655 min | 450 min | – | S32205 | ||
جدول 2
بالاترين درجه حرارتي كه ميتوان بصورت مداوم ازفولاد 2205 استفاده نمود دماي 300+ درجه سانتي گراد است.
با آنيل كامل و سرد كردن سريع (كوئنچ) ،چقرمگي و مقاومت بالاي خوردگي در اين فولاد به دست خواهد آمد.
