Stal nierdzewna – gatunek 2205 Duplex (UNS S32205)

Wstęp

Stal nierdzewna Duplex 2205 (zarówno ferrytyczna, jak i austenityczna) jest szeroko stosowana w zastosowaniach wymagających dobrej odporności na korozję i wytrzymałości.Stal nierdzewna gatunku S31803 przeszła szereg modyfikacji, w wyniku czego powstał UNS S32205 i została zatwierdzona w 1996 roku. Gatunek ten zapewnia wyższą odporność na korozję.

W temperaturach powyżej 300°C kruche mikroskładniki tego gatunku ulegają wytrąceniu, a w temperaturach poniżej -50°C mikroskładniki ulegają przemianie z plastycznej w kruchą;dlatego też ten gatunek stali nierdzewnej nie nadaje się do stosowania w takich temperaturach.

Kluczowe właściwości

Stal nierdzewna – gatunek 2205 Duplex (UNS S32205)

Właściwości wymienione w poniższych tabelach dotyczą wyrobów walcowanych płaskich, takich jak płyty, arkusze i kręgi według ASTM A240 lub A240M.Mogą one nie być jednolite w przypadku innych produktów, takich jak pręty i rury.

Kompozycja

Stal nierdzewna – gatunek 2205 Duplex (UNS S32205)

Tabela 1 przedstawia zakresy składu stali nierdzewnej duplex klasy 2205.

Tabela 1- Zakresy składu stali nierdzewnych klasy 2205

Właściwości mechaniczne

Typowe właściwości mechaniczne stali nierdzewnych gatunku 2205 są wymienione w poniższej tabeli.Gatunek S31803 ma podobne właściwości mechaniczne jak S32205.

Tabela 2- Właściwości mechaniczne stali nierdzewnych gatunku 2205

Właściwości fizyczne

Stal nierdzewna – gatunek 2205 Duplex (UNS S32205)

Właściwości fizyczne stali nierdzewnych gatunku 2205 przedstawiono w poniższej tabeli.Gatunek S31803 ma podobne właściwości fizyczne jak S32205.

Tabela 3– Właściwości fizyczne stali nierdzewnych gatunku 2205

Porównanie specyfikacji gatunków

Stal nierdzewna – gatunek 2205 Duplex (UNS S32205)

Tabela 4 przedstawia porównanie gatunków stali nierdzewnych 2205.Wartości stanowią porównanie funkcjonalnie podobnych materiałów.Dokładne odpowiedniki można uzyskać z oryginalnych specyfikacji.

Tabela 4-Porównanie specyfikacji gatunków stali nierdzewnych gatunku 2205

Możliwe alternatywne stopnie

Poniżej znajduje się lista możliwych alternatywnych gatunków, które można wybrać zamiast 2205.

Tabela 5-Porównanie specyfikacji gatunków stali nierdzewnych gatunku 2205

Odporność na korozję

Stal nierdzewna klasy 2205 wykazuje doskonałą odporność na korozję, znacznie wyższą niż klasa 316. Jest odporna na lokalne typy korozji, takie jak międzykrystaliczna, szczelinowa i wżerowa.Temperatura CPT tego typu stali nierdzewnej wynosi około 35°C.Gatunek ten jest odporny na pękanie korozyjne naprężeniowe chlorkowe (SCC) w temperaturach 150°C.Stale nierdzewne klasy 2205 są odpowiednimi zamiennikami gatunków austenitycznych, szczególnie w środowiskach przedwczesnych awarii i środowiskach morskich.

Wytrzymałość cieplna

Wysoka odporność na utlenianie gatunku 2205 jest zakłócana przez kruchość w temperaturze powyżej 300°C.Tę kruchość można modyfikować poprzez wyżarzanie w pełnym roztworze.Gatunek ten dobrze radzi sobie w temperaturach poniżej 300°C.

Obróbka cieplna

Najbardziej odpowiednią obróbką cieplną dla tego gatunku jest obróbka przesycająca (wyżarzanie) w temperaturze od 1020 do 1100°C, po której następuje szybkie chłodzenie.Gatunek 2205 może być utwardzany przez zgniot, ale nie można go utwardzać metodami termicznymi.

Spawalniczy

Większość standardowych metod spawania jest odpowiednia dla tego gatunku, z wyjątkiem spawania bez spoiw, które powoduje nadmiar ferrytu.Norma AS 1554.6 wstępnie kwalifikuje spawanie dla 2205 za pomocą prętów lub elektrod 2209, tak aby osadzany metal miał odpowiednio zrównoważoną strukturę duplex.

Dodatek azotu do gazu osłonowego gwarantuje, że do konstrukcji dodany zostanie odpowiedni austenit.Dopływ ciepła musi być utrzymywany na niskim poziomie i należy unikać stosowania ogrzewania wstępnego lub końcowego.Współczynnik rozszerzalności cieplnej dla tego gatunku jest niski;stąd odkształcenia i naprężenia są mniejsze niż w gatunkach austenitu.

Obróbka

Skrawalność tego gatunku jest niska ze względu na jego wysoką wytrzymałość.Prędkości skrawania są prawie 20% niższe niż w przypadku gatunku 304.

Produkcja

Na wytwarzanie tego gatunku wpływa również jego wytrzymałość.Gięcie i formowanie tego gatunku wymaga sprzętu o większej wydajności.Plastyczność gatunku 2205 jest mniejsza niż gatunków austenitycznych;dlatego w przypadku tego gatunku nie jest możliwe skręcanie na zimno.W celu przeprowadzenia operacji gnicia na zimno tego gatunku należy przeprowadzić wyżarzanie pośrednie.

Aplikacje

Poniżej wymieniono niektóre typowe zastosowania stali duplex 2205:

• Poszukiwanie ropy i gazu
• Sprzęt do przetwarzania
• Transport, magazynowanie i obróbka chemiczna
• Środowiska o wysokiej zawartości chlorków i środowiska morskie
• Maszyny papiernicze, zbiorniki na alkohol, komory fermentacyjne celulozy i papieru