Super Duplex Stainless Steel adalah aloi berprestasi tinggi yang menggabungkan ciri-ciri terbaik keluli tahan karat austenitik dan ferit yang luar biasa dan menghidupkan kekuatan luar biasa dan Rintangan kakisan yang sangat baik. Struktur mikro yang unik (50% Austenite, 50% Ferrite) dan dioptimumkan Komposisi kimia (kaya dengan kromium, Molybdenum, dan nitrogen) Jadikan ia sesuai untuk persekitaran yang keras seperti pelantar minyak luar pesisir atau loji penyahgaraman. Dalam panduan ini, Kami akan memecahkan ciri -ciri utamanya, Penggunaan dunia nyata, Bagaimana ia dibuat, dan bagaimana ia dibandingkan dengan bahan lain, Membantu anda memilihnya untuk tekanan tinggi, Aplikasi yang menghakis.
1. Ciri -ciri Bahan Kunci Super Dupleks Keluli Tahan Karat
Keunggulan keluli tahan karat super dupleks bermula dengan disesuaikan Komposisi kimia, yang membentuk yang luar biasa sifat mekanikal, boleh dipercayai sifat fizikal, dan ciri -ciri kritikal lain.
Komposisi kimia
Formula Super Duplex Stainless Steel direkayasa untuk kekuatan dan ketahanan kakisan, dengan elemen utama termasuk:
- Kandungan kromium yang tinggi: 24-26% (membentuk lapisan oksida tebal -teras ke dalamnya Rintangan kakisan yang sangat baik)
- Kandungan Molybdenum: 3-5% (meningkatkan Pitting Rintangan dan Rintangan kakisan crevice dalam persekitaran yang kaya dengan klorida)
- Kandungan nitrogen: 0.2-0.3% (Meningkatkan kekuatan tegangan dan menstabilkan fasa austenit struktur mikro)
- Kandungan nikel: 6-8% (Mengimbangi nisbah austenite-ferrite untuk kemuluran dan ketangguhan optimum)
- Kandungan karbon: ≤0.03% (meminimumkan kakisan intergranular, kritikal untuk bahagian dikimpal seperti saluran paip)
- Kandungan mangan: ≤2% (meningkatkan kekuatan tanpa mengurangkan kemuluran)
- Kandungan silikon: ≤1% (AIDS dalam deoksidasi semasa pembuatan)
- Kandungan fosforus: ≤0.03% (dikawal untuk mengelakkan keburukan)
- Kandungan sulfur: ≤0.01% (ultra-rendah untuk mengekalkan rintangan kakisan dan kesucian)
Sifat fizikal
| Harta | Nilai tipikal (Gred 2507, gred dupleks super biasa) |
| Ketumpatan | 7.8 g/cm³ |
| Kekonduksian terma | 19 W/(m · k) (pada 20 ° C.) |
| Kapasiti haba tertentu | 0.46 J/(g · k) (pada 20 ° C.) |
| Pekali pengembangan haba | 13 × 10⁻⁶/° C. (20-500° C.) (lebih rendah daripada gred austenit, mengurangkan tekanan haba) |
| Sifat magnet | Lemah magnet (Oleh kerana kandungan ferit-tidak mempunyai gred austenit bukan magnetik sepenuhnya) |
Sifat mekanikal
Super Duplex Stainless Steel menyampaikan kekuatan terkemuka industri sambil mengekalkan kemuluran praktikal-kritikal untuk aplikasi tugas berat:
- Kekuatan tegangan yang tinggi: 800-1,000 MPA (2x lebih tinggi daripada gred austenitik standard seperti 316L)
- Kekuatan hasil: 550-700 MPA (3x lebih tinggi daripada 316L, mengurangkan keperluan ketebalan bahan)
- Pemanjangan: 25-30% (dalam 50 mm -cukup untuk membentuk bahagian kompleks seperti tiub penukar haba)
- Kekerasan: 270-320 Brinell, 28-34 Rockwell c (HRC), 280-330 Vickers (lebih sukar daripada kebanyakan gred dupleks)
- Kekuatan keletihan: 400-500 MPA (pada 10 ⁷ kitaran -ideal untuk bahagian -bahagian di bawah tekanan berulang, seperti pengikat platform luar pesisir)
- Kesan ketangguhan: 60-100 J (Pada suhu bilik -lebih tinggi daripada gred dupleks standard, Menentang retak dari kesan)
Sifat kritikal lain
- Rintangan kakisan yang sangat baik: Mengatasi dupleks standard dan gred austenit -resistes air laut, asid (Mis., Asid sulfurik), dan bahan kimia perindustrian.
- Pitting Rintangan: Unggul -molibdenum dan nitrogen mencegah pitting dalam kepekatan klorida hingga 100,000 ppm (Mis., tumbuhan penyahgaraman).
- Rintangan kakisan crevice: Sangat bagus - mengikat jurang yang ketat (Mis., dalam sambungan bebibir) di mana gred lain menghancurkan.
- Tekanan Rintangan Kerosakan Kakisan: Retak yang sangat baik di bawah tekanan tegangan dalam persekitaran yang menghakis (Mis., Paip luar pesisir).
- Kebolehkalasan: Moderat -Perlu Input Haba Terkawal (Untuk mengelakkan beban ferit yang berlebihan) dan pasca kimpalan; Pengimpal mahir disyorkan.
- Kebolehkerjaan: Sederhana -harder daripada gred austenit, Memerlukan alat karbida tajam dan penyejukan; kelajuan yang lebih perlahan tetapi hayat alat yang lebih panjang daripada keluli karbon.
2. Aplikasi dunia sebenar super dupleks keluli tahan karat
Campuran Super Duplex Stainless Steel dari Kekuatan tegangan yang tinggi dan Rintangan kakisan yang sangat baik menjadikannya pilihan utama bagi industri di mana kegagalan mahal atau berbahaya. Berikut adalah kegunaannya yang paling biasa:
Industri minyak dan gas
- Platform luar pesisir: Komponen struktur (Mis., pendakap, risers) Gunakan Gred 2507 -Kaisar Kakisan Air Masin dan Mengendalikan Beban Angin/ Gelombang Berat.
- Saluran paip: Paip bawah tanah mengangkut penggunaan minyak/gas gred 2507 -dinding pemenang (kerana kekuatan tinggi) mengurangkan kos pemasangan dan menahan kakisan dari air laut.
- Tangki simpanan: Tangki yang memegang minyak mentah atau bahan kimia menggunakan gred 2507 -Korosi -Kakisan dari hidrokarbon dan semburan air masin.
Contoh kes: Syarikat minyak menggantikan keluli dupleks standard (Gred 2205) dengan gred 2507 untuk penaik platform luar pesisir. Penaik baru berlangsung 15 tahun (vs. 8 tahun untuk 2205) dan mengurangkan kos penyelenggaraan oleh $1.2 juta setiap tahun.
Industri Marin
- Pembuatan kapal: Plat Hull dan aci kipas menggunakan gred 2507 -Menyusun pitting air masin dan mengurangkan ketebalan badan (menjimatkan berat badan dan bahan bakar).
- Sistem air laut: Penukar haba di kapal menggunakan gred 2507-mengikat air laut suhu tinggi tanpa kakisan (Tidak seperti 316L).
- Tumbuhan penyahgaraman: Membran osmosis terbalik dan paip menggunakan gred 2507 -resists air masin (hingga 70,000 ppm chloride).
Pemprosesan kimia & Industri pulpa/kertas
- Pemprosesan kimia: Reaktor dan paip untuk asid (Mis., asid hidroklorik) Gunakan gred 2507 -degradasi kimia yang lebih baik daripada 316L.
- Industri pulpa dan kertas: Kapal Digester dan Peralatan Loji Peluntur Menggunakan Gred 2507 -Resist Kimia Bleach Kakisan (Mis., klorin dioksida).
Makanan, Minuman & Industri farmaseutikal
- Industri Makanan dan Minuman: Peralatan memproses untuk makanan berasid (Mis., Tampalan tomato, Jus Citrus) Menggunakan Gred 2507 -Resists Hakisan dan memenuhi piawaian FDA.
- Industri farmaseutikal: Tangki simpanan dan kapal pencampuran menggunakan gred 2507-ultra-lure (Sulfur rendah) dan mudah dibersihkan, mengelakkan pencemaran produk.
3. Teknik pembuatan untuk keluli tahan karat super dupleks
Menghasilkan Super Duplex Stainless Steel memerlukan ketepatan untuk mengekalkan mikrostruktur dan prestasi yang seimbang. Inilah prosesnya:
1. Proses metalurgi (Kawalan Mikrostruktur)
- Relau arka elektrik (EAF): Meleleh keluli sekerap, Chromium, Molybdenum, dan nikel pada 1,650-1,750 ° C. Nitrogen disuntik ke dalam aloi cair untuk mencapai sasaran 0.2-0.3% kandungan.
- Relau oksigen asas (Bof): Untuk pengeluaran berskala besar-menggabungkan oksigen untuk menghilangkan kekotoran, kemudian menambah elemen aloi (Mis., Molybdenum) ke tahap yang tepat untuk mengelakkan beban ferit yang berlebihan.
2. Proses rolling
- Rolling panas: Aloi cair dilemparkan ke dalam papak, Dipanaskan hingga 1,100-1,200 ° C., dan dilancarkan menjadi bentuk tebal (plat, bar) untuk penyejukan yang dikawal oleh bahagian struktur memelihara 50/50 nisbah austenite-ferrite.
- Rolling sejuk: Sejuk-berguling untuk membuat helaian nipis (Mis., untuk tiub penukar haba) dengan ketebalan ketebalan yang ketat-memperbaiki kemasan permukaan tetapi memerlukan penyepuh post-rolling untuk memulihkan struktur mikro.
3. Rawatan haba (Kritikal untuk mikrostruktur)
- Penyelesaian Penyepuh: Dipanaskan hingga 1,050-1,100 ° C dan diadakan untuk 30-60 minit, Kemudian air-quenched. Ini membuang precipitates yang tidak diingini (Mis., Fasa Sigma) dan mengembalikan mikrostruktur austenite-ferrite seimbang.
- Tekanan pelepasan tekanan: Dipanaskan hingga 800-900 ° C 1-2 jam, Kemudian disejukkan perlahan -lahan. Mengurangkan tekanan dalaman dari kimpalan/pembentukan tanpa mengubah struktur mikro (Kritikal untuk bahagian saluran paip).
4. Membentuk dan rawatan permukaan
- Kaedah membentuk:
- Tekan pembentukan: Menggunakan tekanan hidraulik untuk membentuk bahagian seperti sambungan bebibir (Selesai pada suhu bilik -menghindari api tinggi yang mengganggu struktur mikro).
- Membongkok: Mewujudkan sudut untuk paip atau kurungan struktur yang dikawal kelajuan lentur mencegah retak (kerana kekuatan tinggi).
- Kimpalan: Menggunakan kimpalan TIG atau MIG dengan logam pengisi super dupleks (Mis., ER2594). Input haba yang rendah (≤150 a) dan penyejukan cepat memelihara 50/50 Mikrostruktur.
- Rawatan permukaan:
- Acar: Dicelupkan dalam asid campuran (nitrik + Hydrofluoric) Untuk menghapuskan skala dari rolling panas -kritikal untuk memulihkan rintangan kakisan.
- Passivation: Dirawat dengan asid nitrik untuk meningkatkan lapisan kromium oksida -meningkatkan ketahanan karat untuk aplikasi laut.
- Electropolishing: Untuk bahagian makanan/farmaseutikal -mewujudkan lancar, permukaan tahan mikrob (membuang 5-10 μm bahan) dan meningkatkan rintangan kakisan.
5. Kawalan kualiti (Piawaian yang ketat)
- Ujian ultrasonik: Pemeriksaan untuk kecacatan dalaman (Mis., retak) di bahagian tebal (Mis., Penaik luar pesisir).
- Ujian Radiografi: Memeriksa kimpalan untuk kelemahan (Mis., keliangan) untuk memastikan integriti struktur (Kritikal untuk saluran paip bawah laut).
- Ujian tegangan: Mengesahkan Kekuatan tegangan yang tinggi (800-1,000 MPA) dan kekuatan hasil (550-700 MPA).
- Analisis mikrostruktur: Mengkaji aloi di bawah mikroskop untuk mengesahkan 50/50 nisbah austenite-ferrite-tidak lebih daripada 60% Ferrite (untuk mengelakkan keburukan).
- Ujian kakisan: Menjalankan ujian semburan garam (Per ASTM B117) dan ujian rintangan pitting (Per ASTM G48) untuk memastikan memenuhi standard super dupleks.
4. Kajian kes: Super Duplex Stainless Steel dalam Loji Penyahgaruan
Tumbuhan penyahgaraman pantai bergelut dengan kakisan dalam osmosis terbalik keluli tahan karat standard 316L (Ro) paip. Paip 316L dibangunkan selepas 3 tahun di air masin pekat (60,000 ppm chloride), membawa kepada kebocoran dan penutupan mahal. Mereka beralih ke gred 2507 keluli tahan karat super dupleks, dengan hasil berikut:
- Rintangan kakisan: Selepas 8 tahun, Tiada pitting atau karat dikesan -lebih daripada dua kali ganda jangka hayat 316L.
- Prestasi: Sistem RO dikekalkan 99% kesucian air (vs. 95% untuk 316L selepas 3 tahun), Mengurangkan kos pemprosesan semula.
- Penjimatan kos: Kilang itu disimpan $800,000 setiap tahun dengan menghapuskan penggantian paip dan downtime yang tidak dirancang.
5. Super Duplex Stainless Steel vs. Bahan lain
Bagaimana keluli tahan karat super dupleks berbanding dengan aloi popular yang lain? Mari kita pecahkan dengan jadual terperinci:
| Bahan | Kos (vs. Gred 2507) | Kekuatan tegangan | Kekuatan hasil | Rintangan kakisan (Air laut) | Pitting Rintangan (Klorida) |
| Gred 2507 (Super Duplex) | Asas (100%) | 800-1,000 MPA | 550-700 MPA | Cemerlang | 100,000 ppm |
| Gred 2205 (Dupleks standard) | 70% | 620-800 MPA | 450 MPA | Sangat bagus | 60,000 ppm |
| Gred 316L (Austenitic) | 50% | 550-650 MPA | 205 MPA | Baik | 30,000 ppm |
| Aloi titanium (Ti-6al-4v) | 400% | 860 MPA | 795 MPA | Cemerlang | 150,000 ppm |
| Keluli karbon (A516) | 20% | 400-550 MPA | 240 MPA | Miskin | <5,000 ppm |
Kesesuaian aplikasi
- Platform minyak luar pesisir: Super Duplex (2507) lebih baik daripada dupleks standard (2205) (kekuatan yang lebih tinggi, Rintangan kakisan yang lebih baik) dan lebih murah daripada titanium.
- Tumbuhan penyahgaraman: Outperforms 316L (mengendalikan tahap klorida yang lebih tinggi) dan lebih kos efektif daripada titanium.
- Reaktor kimia: Lebih tinggi daripada 316L (Menentang lebih banyak asid) dan lebih mudah dikimpal daripada titanium.
- Pemprosesan makanan: Lebih baik daripada dupleks standard (memenuhi piawaian FDA) dan lebih tahan lama daripada 316L untuk makanan berasid.
Pandangan Teknologi Yigu mengenai Super Duplex Stainless Steel
Di Yigu Technology, Kami melihat keluli tahan karat super dupleks sebagai penyelesaian teratas untuk keras, persekitaran tekanan tinggi. Itu kandungan kromium yang tinggi, Mikrostruktur seimbang, dan rintangan kakisan yang sangat baik menjadikannya sesuai untuk minyak/gas kami, Marin, dan pelanggan kimia. Kami sering mengesyorkan gred 2507 untuk saluran paip luar pesisir dan loji penyahgaraman -di mana ia mengurangkan kos penyelenggaraan dan memanjangkan bahagian hidup. Sementara pricier daripada gred standard, ketahanan dan kekuatan jangka panjangnya (mengurangkan keperluan bahan) memberikan nilai yang lebih baik, menjajarkan matlamat kami untuk mampan, penyelesaian yang boleh dipercayai.
Soalan Lazim
1. Apa yang menjadikan Super Duplex Stainless Steel "Super" vs. keluli tahan karat dupleks standard?
Super Duplex mempunyai tahap yang lebih tinggi Molybdenum (3-5% vs. 2-3% Dalam dupleks standard) dan nitrogen (0.2-0.3% vs. 0.15-0.25%), Meningkatkan rintangan pitting (100,000 PPM chloride vs. 60,000 ppm) dan kekuatan tegangan (800-1,000 MPA vs. 620-800 MPA). Ia juga mempunyai mikrostruktur austenite-ferrite yang lebih stabil untuk ketangguhan yang lebih baik.
2. Bolehkah keluli tahan karat super dupleks dikimpal?
Ya, Tetapi ia memerlukan penjagaan. Gunakan logam pengisi super dupleks (Mis., ER2594), input haba yang rendah (Untuk mengelakkan pembentukan fasa sigma), dan penyejukan cepat. Pasca pasca kimpalan disyorkan untuk memulihkan rintangan kakisan. Pengimpal mahir dengan pengalaman keluli dupleks sangat sesuai.
3. Adakah keluli tahan karat super dupleks sesuai untuk aplikasi makanan atau farmaseutikal?
Sudah tentu. Gred seperti 2507 memenuhi standard FDA dan farmaseutikal (Sulfur rendah, kesucian tinggi). Mereka menahan kakisan dari makanan berasid atau bahan kimia farmaseutikal, senang dibersihkan, Dan tidak akan melupuskan logam ke dalam produk -menjadikan mereka selamat untuk aplikasi sensitif.
