Super Duplex Stainless Steel-это высокопроизводитель Отличная коррозионная стойкость. Его уникальная микроструктура (50% Аустенит, 50% феррит) и оптимизирован химический состав (богатый хромом, молибден, и азот) Сделайте его идеальным для суровых средств, таких как оффшорные нефтяные выбора или опреснительные растения. В этом руководстве, Мы разбим его ключевые черты, Реальное мир использует, Как это сделано, и как это сравнивается с другими материалами, Помогая вам выбрать его для высокого стресса, коррозионные приложения.
1. Ключевые свойства материала супер -дуплекс из нержавеющей стали
Превосходство супер -дуплексной нержавеющей стали начинается с адаптированной химический состав, который формирует его выдающееся механические свойства, надежный физические свойства, и другие критические характеристики.
Химический состав
Формула из нержавеющей стали Super Duplex разработана для прочности и коррозионной стойкости, с ключевыми элементами, включая:
- Высокое содержание хрома: 24-26% (образует толстый оксидный слой, который находится в Отличная коррозионная стойкость)
- Содержание молибдена: 3-5% (повышает сопротивление ячейки и Коррозионная стойкость В богатых хлоридах средах)
- Содержание азота: 0.2-0.3% (Улучшает прочность на растяжение и стабилизирует аустенитную фазу микроструктуры)
- Содержание никеля: 6-8% (балансирует соотношение аустенита-феррита для оптимальной пластичности и жесткости)
- Содержание углерода: ≤0,03% (сводит к минимуму межранальную коррозию, Критическая для сварных деталей, таких как трубопроводы)
- Содержание марганца: ≤2% (улучшает силу без снижения пластичности)
- Содержание кремния: ≤1% (СПИД при окислении во время производства)
- Содержание фосфора: ≤0,03% (контролируется, чтобы избежать хрупки)
- Содержание серы: ≤0,01% (сверхвизок для поддержания коррозионной стойкости и чистоты)
Физические свойства
| Свойство | Типичное значение (Оценка 2507, Общий супер -дуплексный сорт) |
| Плотность | 7.8 G/CM³ |
| Теплопроводность | 19 W/(м · к) (при 20 ° C.) |
| Удельная теплоемкость | 0.46 J/(G · K.) (при 20 ° C.) |
| Коэффициент термического расширения | 13 × 10⁻⁶/° C. (20-500° C.) (ниже, чем аустенитные оценки, уменьшение теплового напряжения) |
| Магнитные свойства | Слабо магнитный (Из-за содержания ферритов-в отличие от полностью немагнитных аустенитных оцениваний) |
Механические свойства
Super Duplex Stainlesse Steel обеспечивает лидирующие в отрасли прочность, сохраняя практическую пластичность-критическая для сильных применений:
- Высокая прочность на растяжение: 800-1,000 МПА (2x выше, чем стандартные аустенитные оценки, такие как 316L)
- Урожайность: 550-700 МПА (3x выше 316L, Сокращение потребностей толщины материала)
- Удлинение: 25-30% (в 50 мм - для образования сложных деталей, таких как трубки теплообменника)
- Твердость: 270-320 Бринелл, 28-34 Роквелл c (HRC), 280-330 Виккерс (сильнее, чем большинство дуплексных оценок)
- Усталость сила: 400-500 МПА (При 10⁷ циклах - из -за частей под повторным напряжением, как оффшорные застежки для платформы)
- Воздействие на выносливость: 60-100 Дж (При комнатной температуре - выше стандартных дуплексных сортов, сопротивление растрескиванию от ударов)
Другие критические свойства
- Отличная коррозионная стойкость: Опережать стандартные дуплексные и аустенитные оценки - резист морской воды, кислоты (НАПРИМЕР., серная кислота), и промышленные химикаты.
- Сопротивление ячейки: Верхний - молибдена и азот предотвращают размывание в концентрациях хлорида до 100,000 ppm (НАПРИМЕР., опреснительные растения).
- Коррозионная стойкость: Очень хорошо - ручные пробелы (НАПРИМЕР., в фланцевых соединениях) где другие оценки корродируют.
- Устойчивость к растрескиванию стресса: Отлично - резисты, треснувшись при растягивании в коррозионной среде (НАПРИМЕР., оффшорные трубопроводы).
- Сварка: Умеренный - требует контролируемого теплового входа (Чтобы избежать перегрузки феррита) и после Weld Passivation; Рекомендуются квалифицированные сварщики.
- Механизм: Умеренный - Harder, чем аустенитные оценки, Требование острых карбида инструментов и охлаждения; более медленные скорости, но более длительный срок службы инструмента, чем углеродичная сталь.
2. Реальные применения супер-дуплексной нержавеющей стали
Смесь супер -дуплексной нержавеющей стали Высокая прочность на растяжение и Отличная коррозионная стойкость делает его главным выбором для отраслей, где неудача является дорогостоящим или опасным. Вот его наиболее распространенное использование:
Нефтяная и газовая отрасль
- Оффшорные платформы: Структурные компоненты (НАПРИМЕР., брекеты, Шканеры) Используйте класс 2507 - Резьет коррозия соленой воды и обрабатывает тяжелые ветры/ волновые нагрузки.
- Трубопроводы: Подводные трубопроводы, транспортирующие нефть/использование газа, класс 2507 - стены (Из -за высокой прочности) Уменьшить затраты на установку и сопротивляться коррозии от морской воды.
- Резервуары для хранения: Танки, содержащие сырую нефть или химикаты.
Пример случая: Нефтяная компания заменила стандартная дуплексная сталь (Оценка 2205) с классом 2507 Для оффшорных платформ. Новые стояки продолжались 15 годы (против. 8 лет для 2205) и снижение затрат на техническое обслуживание $1.2 миллион ежегодно.
Морская промышленность
- Судостроение: Корпусные пластины и валы пропеллера используют класс 2507 - резиновые ямы соленой воды и уменьшают толщину корпуса (Экономия веса и топлива).
- Системы морской воды: Теплообменники на судах Используют класс 2507-Хиплевые морские вода без коррозии. (В отличие от 316L).
- Опреснительные растения: Мембраны обратного осмоса и трубопроводы Использование 2507 - резисты концентрировали соленую воду (до 70,000 ППМ Хлорид).
Химическая обработка & Целлюлозная/бумажная промышленность
- Химическая обработка: Реакторы и трубопроводы для кислот (НАПРИМЕР., соляная кислота) Используйте класс 2507 - придерживайтесь химической деградации лучше, чем 316L.
- Целлюлозная и бумажная промышленность: Сосуды для варочных вакансий и оборудование для отбеливателей Используют класс 2507 - резист (НАПРИМЕР., хлор диоксид).
Еда, Напиток & Фармацевтическая промышленность
- Индустрия продуктов питания и напитков: Обработка оборудования для кислых продуктов (НАПРИМЕР., Томатная паста, цитрусовый сок) Использует 2507 класс - резист коррозии и соответствует стандартам FDA.
- Фармацевтическая промышленность: Резервуары для хранения и смешивающие сосуды используют класс 2507-ультра-пара (низкая сера) и легко дезинфицировать, избегая загрязнения продукта.
3. Методы производства для супер -дуплексной нержавеющей стали
Производство супер-дуплексной нержавеющей стали требует точности для поддержания своей сбалансированной микроструктуры и производительности аустенита-феррита и производительности. Вот процесс:
1. Металлургические процессы (Контроль микроструктуры)
- Электрическая дуговая печь (Eaf): Печать лома стали, хром, молибден, и никель при 1650-1,750 ° C. Азот вводится в расплавленный сплав, чтобы достичь цели 0.2-0.3% содержание.
- Основная кислородная печь (Боф): Для крупномасштабного производства-добавляет кислород для удаления примесей, затем добавляет легирующие элементы (НАПРИМЕР., молибден) Точные уровни, чтобы избежать перегрузки феррита.
2. Процессы прокатки
- Горячая катящика: Расплавленный сплав бросает в плиты, Нагревается до 1100-1,200 ° C., и перевернулся в толстые формы (тарелки, батончики) Для структурных деталей - контролируемое охлаждение сохраняет 50/50 соотношение аустенита-феррита.
- Холодный катание: Холодные, чтобы сделать тонкие простыни (НАПРИМЕР., Для трубок теплообменника) с плотным контролем толщины-подставки поверхности, но требует отжига после переворота для восстановления микроструктуры.
3. Термическая обработка (Критическая для микроструктуры)
- Решение отжиг: Нагревается до 1050-1,100 ° C и удерживается для 30-60 минуты, Затем водный заслуживает. Это растворяет нежелательные осадки (НАПРИМЕР., Сигма Фаза) и восстанавливает сбалансированную микроструктуру Austenite-Ferrite.
- Снятие стресса отжиг: Нагревается до 800-900 ° C для 1-2 часы, затем медленно охлаждался. Уменьшает внутреннее напряжение от сварки/формирования без изменения микроструктуры (Критическое для деталей трубопровода).
4. Формирование и обработка поверхности
- Формирующие методы:
- Нажатие формирования: Использует гидравлические прессы для формирования деталей, таких как фланцевые соединения (Сделано при комнатной температуре - издает высокую температуру, что нарушает микроструктуру).
- Изгиб: Создает углы для трубопроводов или структурных кронштейнов - контролируемые скорости изгиба предотвращают растрескивание (Из -за высокой прочности).
- Сварка: Использует сварку Tig или MIG с супер -дуплексным металлом (НАПРИМЕР., ER2594). Низкий тепло вход (≤150 а) и быстрое охлаждение сохраняет 50/50 Микроструктура.
- Поверхностная обработка:
- Маринованный: Погружен в смешанную кислоту (азот + гидрофлуорический) Удалить масштаб из горячего прокатывания - критическая для восстановления коррозионной стойкости.
- Пассивация: Обработано азотной кислотой для усиления слоя оксида хрома - устойчивость к ржавчине для морских применений.
- Электрополирование: Для пищевых/фармацевтических деталей - создает гладкий, Микроб-резистентная поверхность (Удаляет 5-10 мкм материала) и улучшает коррозионную стойкость.
5. Контроль качества (Строгие стандарты)
- Ультразвуковое тестирование: Проверяет внутренние дефекты (НАПРИМЕР., трещины) в толстых частях (НАПРИМЕР., оффшорные стояки).
- Рентгенографическое тестирование: Осматривает сварки на предмет недостатков (НАПРИМЕР., пористость) Для обеспечения структурной целостности (критическое для подводных трубопроводов).
- Тестирование на растяжение: Проверяет Высокая прочность на растяжение (800-1,000 МПА) и уход (550-700 МПА).
- Анализ микроструктуры: Осматривает сплав под микроскопом, чтобы подтвердить 50/50 соотношение аустенита-феррита-не больше, чем 60% феррит (Чтобы избежать хрупкости).
- Коррозионное тестирование: Проводит тесты на соляные брызги (за ASTM B117) и тесты на сопротивление устойчивости (за ASTM G48) Для обеспечения соответствия супер -дуплексным стандартам.
4. Тематическое исследование: Супер -дуплекс из нержавеющей стали на опреснительных растениях
Прибрежная опреснительная установка боролась с коррозией в стандартном 316L Осмос из нержавеющей стали 316L (Рост) трубопровод. Трубопроводы 316L разработали ямку после 3 Годы в концентрированной соленой воде (60,000 ППМ Хлорид), приводя к утечкам и дорогостоящим отключениям. Они перешли на оценку 2507 супер -дуплекс из нержавеющей стали, со следующими результатами:
- Коррозионная стойкость: После 8 годы, Не было обнаружено пиття или ржавчину - больше, чем вдвое больше срока службы 316L.
- Производительность: Система RO поддерживала 99% водяная чистота (против. 95% за 316L после 3 годы), Сокращение затрат на переработку.
- Экономия стоимости: Растение сохранило $800,000 Ежегодно, исключая замены трубопровода и незапланированное время простоя.
5. Супер -дуплекс из нержавеющей стали против. Другие материалы
Как супер -дуплекс из нержавеющей стали по сравнению с другими популярными сплавами? Давайте разберем его с подробным столом:
| Материал | Расходы (против. Оценка 2507) | Предел прочности | Урожайность | Коррозионная стойкость (Морская вода) | Сопротивление ячейки (Хлористый) |
| Оценка 2507 (Супер Дуплекс) | База (100%) | 800-1,000 МПА | 550-700 МПА | Отличный | 100,000 ppm |
| Оценка 2205 (Стандартный дуплекс) | 70% | 620-800 МПА | 450 МПА | Очень хороший | 60,000 ppm |
| Класс 316L (Аустенитный) | 50% | 550-650 МПА | 205 МПА | Хороший | 30,000 ppm |
| Титановый сплав (TI-6AL-4V) | 400% | 860 МПА | 795 МПА | Отличный | 150,000 ppm |
| Углеродистая сталь (A516) | 20% | 400-550 МПА | 240 МПА | Бедный | <5,000 ppm |
Применение пригодности
- Оффшорные нефтяные платформы: Супер Дуплекс (2507) лучше, чем стандартный дуплекс (2205) (более высокая сила, Лучшая коррозионная стойкость) и дешевле, чем титан.
- Опреснительные растения: Превзошено 316L (обрабатывает более высокие уровни хлорида) и является более экономически эффективным, чем титан.
- Химические реакторы: Превосходящее 316L (сопротивляется большему количеству кислот) и легче сварка, чем титан.
- Продовольственная обработка: Лучше, чем стандартный дуплекс (соответствует стандартам FDA) и более долговечный, чем 316 л для кислых продуктов.
Взгляд Yigu Technology на супер -дуплекс из нержавеющей стали
В Yigu Technology, Мы рассматриваем супер-дуплекс из нержавеющей стали в качестве решения высшего уровня для суровых, Среда с высоким стрессом. Его высокое содержание хрома, сбалансированная микроструктура, и отличная коррозионная стойкость делает его идеальным для нашей нефти/газа, морской пехотинец, и химические клиенты. Мы часто рекомендуем оценку 2507 Для оффшорных трубопроводов и опреснительных заводов - где это сокращает затраты на обслуживание и продлевает срок службы.. Хотя и дороже стандартные оценки, его долгосрочная долговечность и сила (уменьшение потребностей материала) обеспечить лучшую ценность, соответствовать нашей цели устойчивого, надежные решения.
Часто задаваемые вопросы
1. Что делает супер -дуплекс из нержавеющей стали «супер» против. стандартная дуплексная нержавеющая сталь?
Супердуплекс имеет более высокий уровень молибден (3-5% против. 2-3% в стандартном дуплексе) и азот (0.2-0.3% против. 0.15-0.25%), Повышение сопротивления ячейки (100,000 PPM хлорид против. 60,000 ppm) и прочность на растяжение (800-1,000 MPA против. 620-800 МПА). Он также имеет более устойчивую микроструктуру аустенита-феррита для лучшей вязкости.
2. Может ли сварена супер -дуплексная нержавеющая сталь?
Да, Но это требует заботы. Используйте Super Duplex Filler Metal (НАПРИМЕР., ER2594), Низкий тепло вход (Чтобы избежать формирования фазы сигма), и быстрое охлаждение. Пассивация после пособия рекомендуется восстановить коррозионную стойкость. Квалифицированные сварщики с дуплексным стальным опытом идеальны.
3. Является ли супер -дуплекс из нержавеющей стали подходит для пищевых или фармацевтических применений?
Абсолютно. Оценки вроде 2507 соответствовать FDA и фармацевтическим стандартам (низкая сера, Высокая чистота). Они сопротивляются коррозии от кислых продуктов или фармацевтических химических веществ, легко дезинфицировать, и не будет вымыть металлы в продукты - создать их безопасные для чувствительных приложений.
