Politechnika Śląska
Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii
Kierunek: Zarządzanie i Inżynieria produkcji
Sprawozdanie
Przedmiot: Nauka o materiałach - laboratorium
Temat: Materiały konstrukcyjne,
- Stal duplex (stal dwufazowa o strukturze austenityczno - ferrytycznej)
Imię i nazwisko: Kamil Marcinek
Grupa: ZIP 22
Sekcja: B
Uwagi prowadzącego:
Stale duplex, ogólne informacje:
Stale duplex, są to stale dwufazowe o strukturze austenityczno - ferrytycznej, stanowią one alternatywę dla klasycznych jednofazowych stali austenitycznych i ferrytycznych. Charakteryzują się dużą odpornością na korozję ogólną, korozję międzykrystaliczną, korozję naprężeniową oraz korozję wżerową.
Wytrzymałość: Stale tego typu wykazują dużo wyższą wytrzymałość na rozciąganie. Zasadniczą wadą stali typu duplex jest ich skłonność do wydzielania kruchych faz w podwyższonych temperaturach. Wydzielenia tych faz wpływają na pogorszenie odporności na korozję oraz obniżenie własności plastycznych.
Wytrzymałość na rozciąganie w stalach duplex jest zazwyczaj około dwa razy wyższa od granicy plastyczności, natomiast w przypadku stali austenitycznych relacja ta wynosi zaledwie ok. 0,35. Porównanie to świadczy na korzyść stali duplex, gdyż dla konstruktorów podstawową wielkością projektową jest granica plastyczności.
W przypadku pracy w podwyższonych temperaturach należy liczyć się ze spadkiem granicy plastyczności, wskutek osłabienia umacniającego wpływu azotu. Dzieje się tak gdyż atomy azotu rozpuszczone w austenicie stają się bardziej ruchliwe, a więc w mniejszym stopniu mogą blokować ruch dyslokacji.
Ciągliwość stali: Wykazują one dobrą ciągliwość w stanie przesyconym, jak również po spawaniu. Wydłużenie omawianych stali mierzone w próbie rozciągania jest niższe w porównaniu ze stalami austenitycznymi i wynosi 25 ÷ 30 %. Udarność w temperaturze pokojowej jest na poziomie stali austenitycznych, jednak z obniżeniem temperatury maleje szybciej. Temperatura przejścia w stan kruchy dla stali duplex wynosi ok -50 oC. Wynika z tego że zakres temperatur pracy stali duplex mieści się w granicach od -50 oC do +300 oC.
Twardość: Jest zdecydowanie wyższa niż w stalach austenitycznych i jest to bezpośrednio związane z większą wytrzymałością struktury dwufazowej. Wyższa twardość sprawia, że stale duplex wykazują dobrą odporność na zużycie ścierne i erozję. Z właściwości fizycznych można również wyróżnić małą wartość współczynnika rozszerzalności liniowej, dużo niższą od stali austenitycznych, a zbliżoną do współczynnika dla stali węglowych, co ma duże znaczenie wówczas, gdy zachodzi potrzeba łączenia w konstrukcji stali różnych gatunków.
Rurociągi ze stali duplex:
Rury bezszwowe ze stali duplex, umożliwiają zastąpienie popularnej jednofazowej stali austenitycznej i ferrytycznej. Ze względu na swoją strukturę rury duplex są bardzo odporne na korozję ogólną, międzykrystaliczną, naprężeniową oraz wżerową. Rury bez szwu wykonane ze stali typu duplex wykazują dużo wyższą wytrzymałość na rozciąganie w porównaniu z klasycznymi stalami austenitycznymi.
(Rys. 1 - Schemat rury bez szwu ze stali duplex)
Zakres rozmiarowy oferowanych rur duplex bez szwu:
- średnice od 4,0 mm do 219,0 mm
- grubość ścianek od 0,3 mm do 12,7 mm
Przykładowe rury bez szwu, dane techniczne:
|
|
|
|
|
|
||
|
1. Gatunek: |
X2CrNiMoN25-7-4 |
|
|
Wg EN: |
1.4410 |
|
|
Wykonanie: |
EN
10088 - 2 : 2005 Stale wysokostopowe (nierdzewne, kwasoodporne,
żaroodporne, duplex, superduplex, węglowe, kotłowe, super
duplex, inconel, monel i inne). Techniczne warunki dostawy dla
blach/arkuszy i taśm ze stali odpornych na korozję |
|
|
Klasyfikacja: |
Stal austenityczno-ferrytyczna - rury duplex |
|
|
Odpowiedniki gatunku stali: |
USA (Stany Zjednoczone): S32750 Francja (AFNOR): Z3CND25-06Az Szwecja (SS): 2328 Inne: F53 |
|
Skład chemiczny gatunku X2CrNiMoN25-7-4 (1.4410)
|
|
Si |
Mn |
P |
S |
N |
Cr |
Mo |
Ni |
|
max 0,030 |
max 1 |
max 2 |
max 0,035 |
max 0,015 |
0,20-0,35 |
24,00-26,00 |
3,00-4,50 |
6,00-8,00 |
|
2. Gatunek: |
X2CrNiMoCuWN25-7-4 |
|
Wg EN: |
1.4501 |
|
Wykonanie: |
EN
10088 - 2 : 2005 Stale wysokostopowe (nierdzewne, kwasoodporne,
żaroodporne, duplex, superduplex, węglowe, kotłowe, super
duplex, inconel, monel i inne). Techniczne warunki dostawy dla
blach/arkuszy i taśm ze stali odpornych na korozję |
|
Klasyfikacja: |
stal austenityczno-ferrytyczna - rury duplex |
|
|
|
|
3. Gatunek: |
X2CrNiN23-4 |
|
Wg EN: |
1.4362 |
|
Wykonanie: |
EN
10088 - 2 : 2005 Stale wysokostopowe (nierdzewne, kwasoodporne,
żaroodporne, duplex, superduplex, węglowe, kotłowe, super
duplex, inconel, monel i inne). Techniczne warunki dostawy dla
blach/arkuszy i taśm ze stali odpornych na korozję |
|
Klasyfikacja: |
Stal austenityczno-ferrytyczna - rury duplex |
|
Odpowiedniki gatunku stali: |
USA (Stany Zjednoczone): S32304 Francja (AFNOR): Z3CN23-04Az Szwecja (SS): 2327 Rosja (GOST): 03KH23N6 |
Skład chemiczny gatunku X2CrNiN23-4 (1.4362)
|
C |
Si |
Mn |
Ni |
P |
S |
Cr |
Mo |
N |
Cu |
|
max 0,03 |
max 1,00 |
max 2,00 |
3,50-5,50 |
max 0,035 |
max 0,015 |
22,00-24,00 |
0,10-0,60 |
0,05-0,20 |
0,10-0,60 |
Rury bez szwu duplex i super duplex są wykonywane zgodnie z poniższymi normami:
ASTM A213/A213M, ASME SA213/SA213M
ASTM A312/A312M, ASME SA312/SA312M
ASTM A376/A376M, ASME SA376/SA376M
ASTM A789/A789M, ASME SA789/SA789M
ASTM A790/A790M, ASME SA790/SA790M
DIN 17456, DIN 17458
EN 10216-5
+Vd TUV 418
i inne rury duplex do uzgodnienia
Tolerancje wykonania są zgodne z:
EN ISO 1127, DIN 2462
EN 10305-1, DIN 2391
i inne do uzgodnienia
Wiodącym producentem rur bezszwowych jest "Stalesia, SP z o.o, będąca wyłącznym przedstawicielem huty Centravis w Polsce. Oferowany przez firmę asortyment: to nie tylko rury (rury bezszwowe, rury ze szwem), ale także, tuleje, hollow bar i inne wyroby hutnicze (blachy, profile, walcówka, pręty), wykonane między innymi ze stali duplex. Są to produktu produkty o najwyższej jakości, które posiadają niezbędne certyfikaty i dopuszczenia wydane przez uznane instytucje certyfikujące (TUV, PED 97/23/EC, Lloyd i inne).
(Rys.2 - Rury bezszwowe )
3. Bibliografia:
- strona internetowa: www.stalesia.com