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:

1. 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.

2. 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 EN 10088 - 3 : 2005 Dla stali wysokostopowych (nierdzewnych, kwasoodpornych, żaroodpornych, duplex, superduplex, węglowych, kotłowych, super duplex, inconel, monel i innych). Techniczne warunki dostawy dla półproduktów takich jak pręty, lupy, tuleje, walcówka, profile 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 EN 10088 - 3 : 2005 Dla stali wysokostopowych (nierdzewnych, kwasoodpornych, żaroodpornych, duplex, superduplex, węglowych, kotłowych, super duplex, inconel, monel i innych). Techniczne warunki dostawy dla półproduktów takich jak pręty, lupy, tuleje, walcówka, profile 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 EN 10088 - 3 : 2005 Dla stali wysokostopowych (nierdzewnych, kwasoodpornych, żaroodpornych, duplex, superduplex, węglowych, kotłowych, super duplex, inconel, monel i innych). Techniczne warunki dostawy dla półproduktów takich jak pręty, lupy, tuleje, walcówka, profile 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