Keluli dupleks: penerangan, spesifikasi dan ciri

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Hari ini, keluli dupleks semakin popular. Hampir semua syarikat dalam bidang metalurgi terlibat dalam pengeluaran aloi tahan karat jenis ini. Anda boleh membaca lebih lanjut tentang keluli dupleks dan kelebihannya dalam artikel ini.

Maklumat am

Keluli dupleks diiktiraf di seluruh dunia. Apakah ciri-ciri yang dia ada? Pertama, kekuatan tinggi bahan ini membolehkan untuk mengurangkan berat akhir mana-mana produk. Kedua, ia terkenal dengan ketahanan yang sangat besar terhadap kakisan. Ini amat ketara apabila mempertimbangkan rintangan keretakan kakisan tegasan.

Adalah wajar dikatakan bahawa pada masa ini bahan mentah belum lagi dikenali oleh pengeluar, dan oleh itu setiap beberapa tahun persidangan diadakan di mana artikel teknikal dipertimbangkan mengenai semua ciri keluli dupleks. Setakat ini, walaupun minat yang agak tinggi terhadap jenis produk ini, bahagian pasaran global hanya 1-3%.

Sejarah kejadian

Perlu diperhatikan bahawa idea untuk menciptakeluli dupleks dilahirkan pada tahun 1920. Tetapi bahan pertama hanya muncul pada tahun 1930 di Sweden. Pengedaran dan penggunaan meluas jenis bahan mentah ini bermula hanya dalam dekad yang lalu. Sebab utama untuk ini terletak pada fakta bahawa pada tahun-tahun ini teknologi pengeluaran telah bertambah baik. Khususnya, pengeluar telah dapat mengawal kandungan nitrogen mereka dengan lebih tepat.

Untuk memahami faedah dan sebab keluli tahan karat dupleks dilahirkan, anda perlu memahami dua jenis utama yang lain.

Aloi Austenit, iaitu AISI 304 atau 08X18H10, serta gred ferit AISI 430 atau 12X17, agak mudah untuk dihasilkan. Seperti namanya, mereka terdiri terutamanya daripada austenit atau ferit. Walaupun digunakan secara meluas, ia mempunyai kelemahan teknikal.

Kelemahan keluli tradisional

Jika kita bercakap tentang keluli austenit, maka kelemahannya termasuk kekuatan rendah, serta rintangan rendah terhadap retakan kakisan tegasan. Bagi bahan ferit, kekuatannya sedikit lebih tinggi, tetapi masih "tidak mencapai" yang ideal. Selain itu, kebolehkimpalan keluli semakin merosot dengan peningkatan ketebalan bahan, dan menjadi agak rapuh pada suhu rendah.

Satu lagi kelemahan kecil aloi austenit ialah kandungan nikel dalam komposisi. Ini membawa kepada kos produk yang lebih tinggi, yang, sudah tentu, tiada pengguna akhir yang berpuas hati dengannya.

Manfaat dupleks

Idea untuk mencipta keluli tahan karat dupleks datang daripada keinginan untuk menyamakan asas ferit dan austenit untuk mendapatkan bahan baharu yang lebih berkualiti. Lebih kurang jumlah keluli ferit dan austenit yang sama menghasilkan faedah berikut:

• Kekuatan tinggi. Julat kekuatan hasil pada 0.2% ialah 400 hingga 450 MPa, iaitu 150 hingga 200 MPa lebih daripada yang boleh dilihat dengan aloi austenit atau ferit. Ini membawa kepada fakta bahawa adalah mungkin untuk mengurangkan ketebalan produk, sementara tidak kehilangan kekuatan. Dan penurunan dalam ketebalan menyebabkan penurunan dalam jisim akhir. Ini sangat penting dalam bidang pembinaan struktur, tangki dan bekas tekanan.
• Apakah kelebihan keluli dupleks selain kekuatan? Kebolehkimpalan logam agak baik walaupun dengan ketebalan yang besar.
• Kekuatan impak tinggi. Jauh lebih baik daripada aloi ferit. Ini benar terutamanya apabila suhu udara ambien turun kepada -50, dan kadangkala kepada -80 darjah Celsius.
• Kerintangan tinggi terhadap retakan kakisan tegasan. Bahan austenit sangat terdedah kepada kecacatan ini. Parameter ini memainkan peranan penting dalam industri seperti tangki pembuatan bir, penumpu, bingkai kolam.
• Dadang keluli dupleks jauh lebih dipercayai daripada dandang austenit.

Retak

Pada masa ini biasakeluli adalah tertakluk kepada kecacatan seperti keretakan kakisan atau SCC - Retak Kakisan Tegasan. Kakisan jenis ini biasanya berlaku dalam keadaan tertentu. Ejen penyebab boleh menjadi tegasan tegangan yang kuat, suhu tinggi (50 darjah Celsius melebihi sifar). Dan jika kita bercakap tentang kolam renang, maka disebabkan pendedahan berterusan kepada air, kakisan jenis ini boleh berlaku walaupun pada 25 darjah.

Gred keluli austenit agak terjejas oleh kecacatan ini. Aloi ferit lebih dipercayai dalam hal ini, serta keluli tahan karat dupleks a890 3a mengikut ASTM dan gred lain. Pekali rintangan yang tinggi membolehkan bahan ini digunakan dalam pengeluaran pemanas air, tangki bru, loji penyahgaraman. Iaitu, apabila terdapat peningkatan suhu dan sentuhan dengan cecair.

Dilarang sama sekali untuk membuat bingkai kolam daripada keluli austenit biasa kerana kecacatan ini. Sebelum ini, perlu menggunakan aloi dengan kandungan nikel yang sangat tinggi, yang membawa kepada peningkatan kos produk. Hari ini, keluli dupleks atau super dupleks boleh digunakan.

bahan dupleks "Super" dan "Hyper"

Perlu dikatakan bahawa jika anda menambah nikel pada keluli kromium ferit, anda boleh mendapatkan struktur asas campuran. Iaitu, ia akan mengandungi kedua-dua austenit dan ferit. Kerana ia telah menjadi jelas, ia adalah campuran sedemikian yang mula dipanggil bahan dupleks. Awalan keluli dupleks "super" atau "hiper" menunjukkan bahawa bahan mentah mengandungi peningkatanjumlah komponen pengaloian. Ini menunjukkan rintangan kakisan yang lebih besar daripada bahan konvensional.

Keluli dupleks "Super" dan "hiper" digunakan secara aktif dalam peralatan pengeluaran gas. Selain itu, bahan mentah digunakan dalam industri makanan, kimia, pembinaan dan juga perubatan.

Bahan kimpalan

Walaupun kebolehkimpalan produk ini yang baik, peraturan tertentu mesti dipatuhi. Sebelum memulakan kimpalan, perhatikan perkara berikut:

• untuk memastikan kualiti penembusan bahan yang baik, celah pada akar sendi dan sudut pemotongan tepi hendaklah dibuat lebih besar sedikit daripada keluli biasa;
• sendi, serta logam di sekeliling tempat ini, disyorkan untuk dibersihkan dengan teliti daripada sebarang pencemaran;
• hanya berus yang diperbuat daripada dawai logam dengan rintangan kakisan boleh digunakan;
• elektrod kimpalan mestilah kering.

Semasa mengimpal keluli dupleks, ikut peraturan ini:

• Adalah sangat penting untuk memantau parameter seperti input haba. Ia tidak sepatutnya terlalu rendah atau, sebaliknya, terlalu tinggi. Untuk keluli dupleks biasa, julat 0.5-2.5 kJ/mm perlu dipatuhi semasa mengimpal. Selain itu, suhu interpass hendaklah tidak melebihi 200 darjah Celsius.
• Tiada najis sepatutnya muncul di bahagian belakang kimpalan. Di sini adalah sangat penting untuk memilih gas yang betul yang akan melindungi akar jahitan. Campuran gas yang paling biasa digunakan untuk tujuan perlindungan ialah argon dan hidrogen atau nitrogen ketulenan tinggi.
• Kimpalan hanya boleh dilakukan oleh orang yang berkelayakan tinggi. Ini disebabkan oleh fakta bahawa di tempat terbakar, logam akan meningkatkan kecenderungan untuk mengakis dengan ketara, dan terdapat juga kebarangkalian keretakan yang tinggi.
• Semasa mengimpal, jangan buat getaran melintang luas elektrod. Ini boleh menyebabkan terlalu banyak input haba, yang akan melanggar peraturan.

Kerja selepas mengimpal

Terdapat garis panduan tertentu untuk diikuti selepas mengimpal.

• Untuk memastikan perlindungan kakisan yang tinggi bagi logam kimpalan, ia mesti dibersihkan dengan teliti. Ia adalah perlu untuk mengeluarkan sepenuhnya filem oksida dan mengeluarkan semua sisa sanga.
• Kerja memberus hanya dilakukan dengan tangan dan hanya dengan berus dawai dengan sifat rintangan kakisan. Jika peranti mekanikal digunakan, ini boleh menyebabkan koyak mikro di kawasan jahitan, yang akan mengurangkan kekuatannya.
• Lazimnya, tiada rawatan haba jahitan selepas kimpalan diperlukan.

Kekurangan bahan mentah

Walaupun bahan itu tersebar dan kelebihannya yang kelihatan jelas dan ketara, ia masih belum mendapat pengiktirafan sejagat dan, kemungkinan besar, tidak akan pernah menerajui pasaran. Ini disebabkan oleh beberapa kelemahan,yang patut diketahui. Disebabkan mereka, aloi sedemikian akan sentiasa "niche".

Segera ia patut dimulakan dengan kekuatan tinggi bahan. Ia nampaknya satu kelebihan yang ketara, tetapi ia menjadi satu kelemahan yang besar apabila ia menjadi perlu untuk memproses logam dengan cara mekanikal atau tekanan. Satu lagi kelemahan kekuatan tinggi adalah pengurangan yang kuat dalam kemungkinan ubah bentuk plastik. Atas sebab ini, bahan mentah dupleks sebenarnya tidak sesuai untuk pengeluaran sebarang produk yang mesti mempunyai kemuluran tinggi.

Walaupun apabila keplastikan, nampaknya, berada pada tahap yang boleh diterima untuk bekerja, anda masih perlu melakukan usaha yang hebat. Atas sebab ini, keluli dupleks dan aloi untuk kelengkapan minyak dan gas tidak digunakan secara meluas.

Kelemahan seterusnya ialah kerumitan teknologi yang hebat dalam peleburan keluli tahan karat dupleks. Bahan austenit dan ferit adalah lebih mudah cair. Sekiranya teknologi pembuatan dilanggar, terutamanya semasa proses rawatan haba, fasa lain akan terbentuk dalam bahan sebagai tambahan kepada austenit dan ferit, yang sama sekali tidak diingini. Selalunya, fasa sigma atau kerapuhan 475 darjah berlaku.

Fasa yang tidak diingini dalam bahan mentah

Fasa sigma terbentuk dalam produk sedemikian pada suhu 1000 darjah Celsius dan ke atas. Biasanya, suhu ini berlaku jika proses penyejukan selepas kimpalan atau semasa pengeluaran tidak cukup pantas. Di samping itu, lebih banyak unsur pengaloian akan terkandung dalamkomposisi, semakin tinggi kebarangkalian kemunculan fasa tersebut. Dalam erti kata lain, mencipta keluli super dupleks atau hiper dupleks adalah amat sukar.

Bagi kerapuhan 475 darjah, ia kelihatan dalam kes pembentukan fasa yang dipanggil lejang alfa. Seperti namanya, suhu paling berbahaya ialah 475 darjah Celsius, tetapi masalahnya juga boleh muncul pada nilai yang jauh lebih rendah, kira-kira 300 darjah. Oleh kerana itu, sekatan suhu maksimum dikenakan ke atas penggunaan produk daripada jenis bahan mentah ini. Sememangnya, kerana ini, skop keluli menjadi lebih sempit.

Berdasarkan semua perkara di atas, kita boleh membuat kesimpulan sedemikian. Gred keluli dupleks ialah penyelesaian dan pengganti yang baik untuk bahan standard, tetapi dalam skop yang sangat sempit.

Keputusan

Ali dupleks kurang digunakan secara meluas berbanding jenis logam lain. Walau bagaimanapun, ia popular di kawasan tertentu. Selalunya ia digunakan dalam bidang petrokimia, industri automotif dan dalam pengeluaran kolam renang. Kebolehkimpalan yang sangat baik, rintangan kakisan dan rintangan haus yang tinggi menjadikan bahan ini dicari oleh ramai orang.