Tổng quan về thép không gỉ song
Thép không gỉ siêu song công được phân biệt với các loại song công tiêu chuẩn bởi đặc tính chống ăn mòn được cải thiện đáng kể. Nó là vật liệu có độ hợp kim cao với nồng độ cao các nguyên tố chống ăn mòn như crom (Cr) và molypden (Mo). Loại thép không gỉ siêu song cơ bản, S32750, chứa tới 28,0% crom, 3,5% molypden và 8,0% niken (Ni). Các thành phần này mang lại khả năng chống chịu đặc biệt đối với các tác nhân ăn mòn, bao gồm axit, clorua và dung dịch ăn da.
Nói chung, thép không gỉ siêu song công được xây dựng dựa trên những lợi ích đã được thiết lập của các loại thép song công với độ ổn định hóa học được nâng cao. Điều này làm cho nó trở thành cấp độ lý tưởng để chế tạo các bộ phận quan trọng trong lĩnh vực hóa dầu, chẳng hạn như bộ trao đổi nhiệt, nồi hơi và thiết bị bình chịu áp lực.
Tính chất cơ học của thép không gỉ song
Điểm | ASTM A789 Lớp S32520 được xử lý nhiệt | ASTM A790 Lớp S31804 được xử lý nhiệt | ASTM A790 Lớp S32304 được xử lý nhiệt | ASTM A815 Lớp S32550 được xử lý nhiệt | ASTM A815 Lớp S32205 được xử lý nhiệt |
Mô đun đàn hồi | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
Độ giãn dài | 25 % | 25 % | 25 % | 15 % | 20% |
Độ bền kéo | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
độ cứng Brinell | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Sức mạnh năng suất | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
Hệ số giãn nở nhiệt | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
Công suất nhiệt cụ thể | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) |
Độ dẫn nhiệt | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) |
Phân loại thép không gỉ song
l Loại đầu tiên là loại hợp kim thấp, với cấp đại diện là UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N). Thép không chứa molypden và giá trị PREN là 24-25. Nó có thể được sử dụng thay vì AISI304 hoặc 316 trong khả năng chống ăn mòn do ứng suất.
l Loại thứ hai thuộc loại hợp kim trung bình, thương hiệu đại diện là UNS S31804 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), giá trị PREN là 32-33 và khả năng chống ăn mòn của nó nằm trong khoảng AISI 316L và 6% Mo+N austenit thép không gỉ.
l Loại thứ ba là loại hợp kim cao, thường chứa 25% Cr, molypden và nitơ, một số còn chứa đồng và vonfram. Loại tiêu chuẩn UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0,2N), giá trị PREN là 38-39 và khả năng chống ăn mòn của loại thép này cao hơn thép không gỉ song công 22% Cr.
l Loại thứ tư là thép không gỉ siêu song công, chứa hàm lượng molypden và nitơ cao. Loại tiêu chuẩn là UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), và một số còn chứa vonfram và đồng. Giá trị PREN lớn hơn 40, có thể áp dụng cho điều kiện trung bình khắc nghiệt. Nó có khả năng chống ăn mòn tốt và các đặc tính cơ học toàn diện, có thể so sánh với thép không gỉ siêu austenit.
Lợi ích của thép không gỉ song
Như đã nêu ở trên, Duplex thường hoạt động tốt hơn các loại thép riêng lẻ trong cấu trúc vi mô của nó. Nói hay hơn, sự kết hợp các đặc tính tích cực đến từ các nguyên tố austenite và ferrite mang lại giải pháp tổng thể tốt hơn cho nhiều tình huống sản xuất khác nhau.
l Đặc tính chống ăn mòn - Tác dụng của molypden, crom và nitơ đối với khả năng chống ăn mòn của hợp kim Duplex là rất lớn. Một số hợp kim Duplex có thể sánh ngang và vượt qua hiệu suất chống ăn mòn của các loại austenit phổ biến bao gồm 304 và 316. Chúng đặc biệt hiệu quả trong việc chống lại các kẽ hở và ăn mòn rỗ.
l Nứt do ăn mòn ứng suất - SSC là kết quả của một số yếu tố khí quyển - nhiệt độ và độ ẩm là những yếu tố rõ ràng nhất. Căng thẳng kéo chỉ làm tăng thêm vấn đề. Các loại austenit thông thường rất dễ bị nứt do ăn mòn do ứng suất - Thép không gỉ song công thì không.
l Độ dẻo dai - Duplex cứng hơn thép ferit - ngay cả ở nhiệt độ thấp hơn trong khi nó không thực sự phù hợp với hiệu suất của các loại austenit ở khía cạnh này.
l Sức mạnh - Hợp kim song công có thể mạnh hơn tới 2 lần so với cả cấu trúc austenit và ferritic. Độ bền cao hơn có nghĩa là kim loại vẫn chắc chắn ngay cả khi độ dày giảm, điều này đặc biệt quan trọng để giảm mức trọng lượng.