Нержавеющие дуплексные сплавы – это качественные стали, предназначенные для производства ответственных конструкций для пищевого производства (баки цистерны), мостовых строительных конструкций. Основные преимущества дуплексных сталей: высокая прочность, хорошая коррозионная стойкость, отсутствие склонности к растрескиванию под влиянием влаги и перепадов температур. Производители постоянно работают над усовершенствованием технологий литья, что позволяет улучшать свойства Duplex stainless steel.
Особенности Duplex steel и их сравнение с обычными сплавами
Изделия из обычных аустенитных и ферритных сплавов (stainless corrosion alloy) легко изготавливаются в литейных мастерских и хорошо обрабатываются на металлорежущих станках. В их основе одна фаза (1 phase) – аустенит или феррит. Однако у обычных аустенитных и ферритных сплавов есть недостатки:
- Для аустенитных сплавов – малая прочность. Плохая устойчивость к коррозионному растрескиванию, высокое содержание никеля (увеличивает стоимость продукции).
- Для ферритных – неудовлетворительная свариваемость, подверженность к появлению трещин при низких температурах.
Сталь Duplex – это такой сплав, в котором содержится примерно равное количество аустенита и феррита (равные phases). Благодаря этому достигается высокая прочность (strength) изделий, что даёт возможность уменьшать сечение заготовок, а следовательно – сокращать общую массу конструкций. Второе преимущество duplex steel – удовлетворительная свариваемость крупных заготовок в сравнении с ферритными сплавами. Значения параметра ударной вязкости дуплексных сталей намного выше, чем у аналогов, особенно во время эксплуатации при низких температурах, допускается ее использование при -55-80 градусах. Сталь Duplex устойчива к коррозионному растрескиванию (corrosion resistance), это позволяет штамповать из нее емкости для пищевой промышленности, различные комплектующие для обогатительного оборудования, которое применяется во время переработки полезных ископаемых.
Состав стали Duplex и Super Duplex
Дуплексами называют двухфазные сплавы (steels), которые содержит 20-29% хрома, 3,5-8% никеля, до 4,5% молибдена, небольшое количество азота и других элементов. Стали Duplex и Super Duplex не боятся коррозии из-за примерно равного содержания аустенита (40-60%) и феррита (составляет остальную часть сплава).
В дуплексных сплавах содержится меньше углерода, чем в обычных нержавеющих – не более 0,03%. Это позволяет снизить образование карбидов хрома, за счет чего повышается устойчивость к коррозии.
Никель увеличивает стойкость к воздействию всех типов кислот, оказывает благоприятное влияние на пассивность всех видов конструкций. Марганец улучшает сопротивление к износу материала, уменьшает пластичность заготовок. Содержание вольфрама позволяет увеличить стойкость к точечной коррозии и стойкость конструкций, работающих под напряжением, а также стабилизирует феррит. Добавление меди осложняет сборку изделий при помощи сварки, ее содержание в сталях ограничивается.
Сталь Super Duplex отличается от обычного дуплекса повышенным содержанием легирующих добавок, улучшающих ее свойства.
Марки нержавеющих коррозионных дуплексных сталей (grades stainless corrosion alloy):
- Duplex 2205;
- Duplex 2304;
- SuperDuplex 4501;
- SuperDuplex 2507;
- SuperDuplex 255.
Особенности сварки и обработки дуплексных сталей
Перед проведением сварочных работ следует выставить увеличенный зазор между деталями, так можно обеспечить хорошее проплавление кромок. Затем нужно очистить зону сварки от грязи и жира. Если работы проводятся с применением электродов для электродуговой сварки, необходимо их предварительно прокалить в специальной печи.
Во время сварки нельзя сильно перегревать металл (сталь Super Duplex). Температура между каждым проходом не должна быть больше 200 градусов.
При работе вольфрамовым неплавящимся электродом сварочную ванну защищают с применением чистого аргона. Нужно следить, чтобы на обратной стороне шва не образовывалось дефектов – прожогов. При их наличии дефекты удаляются и сварочный шов формируют вновь.
Дуплексные марки после горячей штамповки быстро охлаждают до температуры 18-20 градусов. Это необходимо для сохранения прочностных характеристик, коррозионной стойкости.
