Дуплекс з нержавіючої сталі(DSS) відноситься до нержавіючої сталі з феритом і аустенітом, кожен з яких становить близько 50%. Як правило, вміст меншої фази має бути не менше 30%. У разі низького вмісту C вміст Cr становить 18% ~ 28%, а вміст Ni становить 3% ~ 10%. Деякі сталі також містять легуючі елементи, такі як Mo, Cu, Nb, Ti та N.
Дуплекс з нержавіючої сталіпоєднує в собі переваги аустеніту і фериту і зводить до мінімуму недоліки обох фаз. Склад дуплексної нержавіючої сталі з найкращими характеристиками полягає в тому, що вміст фериту становить від 60% до 40%, а вміст аустеніту становить від 40% до 60%. Значне зменшення будь-якого з компонентів призведе до погіршення характеристик дуплексної сталі. слабшають.
Корозійна стійкість дуплексної нержавіючої сталі
Дуплексна нержавіюча сталь демонструє високу корозійну стійкість у переважній більшості середовищ, де використовуються стандартні аустенітні нержавіючі сталі. Відносно високий вміст хрому, молібдену та азоту забезпечує їм хорошу стійкість до хлоридної точкової корозії. Стійкість до щілинної корозії, двофазна структура є перевагою в середовищах, де може виникнути корозійне розтріскування під напругою хлориду.
Якщо мікроструктура дуплексної нержавіючої сталі містить принаймні 30% фериту, її стійкість до хлоридного корозійного розтріскування набагато краща, ніж аустенітна нержавіюча сталь 304 або 316.
Дуплексні нержавіючі сталі зазвичай розрізняють на основі значення PREN еквівалента опору точці. Еквівалент стійкості до точкової корозії описує стійкість нержавіючої сталі до локальної корозії в середовищі, що містить хлор.
Роль легуючих елементів у дуплексній нержавіючій сталі
Хром
Вміст хрому в сталі повинен бути не менше 10,5% для утворення стійкої хромовмісної пасиваційної плівки для захисту сталі від атмосферної корозії. Корозійна стійкість нержавіючої сталі зростає зі збільшенням вмісту хрому. Хром є феритоутворюючим елементом. Додавання хрому до сталі може сприяти утворенню фериту з об’ємно-центрованою кубічною структурою. Коли вміст хрому в сталі вищий, потрібно додати більше нікелю для утворення аустенітної або двофазної (ферито-аустенітної) структури. Вищі кількості хрому також можуть сприяти утворенню інтерметалічних фаз. Аустенітні нержавіючі сталі мають вміст хрому не менше 16%, а дуплексні нержавіючі сталі мають вміст хрому не менше 20%. Хром також може збільшити стійкість сталі до окислення при високих температурах. Ця роль хрому дуже важлива. Це впливає на утворення та видалення окалини або темперованого кольору після термічної обробки або зварювання. Травлення та видалення загартованого кольору з дуплексної нержавіючої сталі складніше, ніж з аустенітної нержавіючої сталі.
Молібден
Молібден може підвищити стійкість нержавіючої сталі до точкової та щілинної корозії. Якщо вміст хрому в нержавіючій сталі становить щонайменше 18%, молібден у три рази стійкіший до точкової та щілинної корозії, ніж хром у середовищі іонів хлориду. Молібден є феритоутворюючим елементом, а також підвищує схильність нержавіючої сталі до утворення інтерметалічних фаз. Таким чином, аустенітні нержавіючі сталі зазвичай мають вміст молібдену менше ніж приблизно 7,5%, а дуплексні нержавіючі сталі мають вміст молібдену менше ніж 4%.
Азот
Азот підвищує стійкість аустенітної та дуплексної нержавіючої сталі до точкової та щілинної корозії. Це також може значно збільшити міцність сталі. Насправді це найефективніший зміцнюючий елемент твердого розчину та недорогий легуючий елемент. Підвищення міцності азотовмісної дуплексної нержавіючої сталі відбувається завдяки вищому вмісту аустеніту та меншій кількості інтерметалічної фази. Азот не запобігає випаданню інтерметалічних фаз, але може затримувати утворення інтерметалічних фаз, надаючи достатньо часу для обробки та виготовлення дуплексної нержавіючої сталі. Азот додається до висококорозійностійких аустенітних і дуплексних нержавіючих сталей з високим вмістом хрому та молібдену, щоб протидіяти їх схильності до утворення сигма-фаз.
Дуплексна нержавіюча сталь, як правило, має доданий азот і регулює вміст нікелю для досягнення належного фазового балансу. Двофазну структуру можна отримати, збалансувавши феритоутворюючі елементи хром і молібден з аустенітоутворюючими елементами нікелем і азотом.
Нікель
Нікель є елементом, який стабілізує аустеніт. Нікель сприяє перетворенню кристалічної структури нержавіючої сталі з об'ємноцентричної кубічної структури (фериту) в гранецентровану кубічну структуру (аустеніт). Феритна нержавіюча сталь містить мало або зовсім не містить нікелю, дуплексна нержавіюча сталь містить низький або помірний вміст нікелю, наприклад від 1,5% до 7%, а аустенітна нержавіюча сталь серії 300 містить принаймні 6% нікелю. Додавання нікелю сповільнює утворення шкідливих інтерметалічних фаз в аустенітних нержавіючих сталях, але уповільнюючий ефект нікелю в дуплексних нержавіючих сталях набагато менш ефективний, ніж азот. Гранецентрована кубічна структура надає аустенітній нержавіючій сталі чудову міцність. Майже половина дуплексної нержавіючої сталі складається з аустеніту, тому міцність дуплексної нержавіючої сталі значно вища, ніж у феритної нержавіючої сталі.
Області застосування дуплексної нержавіючої сталі
Дуплексна нержавіюча сталь є універсальним матеріалом як у висококорозійних середовищах, так і в якості конструкційних матеріалів для конструкцій з нержавіючої сталі.
Його використання включає:
Паперова промисловість
Хімічна та нафтохімічна промисловість
Гідрометалургія
Органічні кислоти та їдкі середовища
обладнання для контролю забруднення
Резервуар для зберігання хімікатів
Офшорні та прибережні програми
Сантехніка пивзаводу
