În metalurgie, oțelul inoxidabil este un aliaj de oțel cu cel puțin 10,5% crom cu sau fără alte elemente de aliere și maximum 1,2% carbon în masă.Oțelurile inoxidabile, cunoscute și ca oțeluri inox sau inox din franceză inoxydable (inoxidabil), suntaliaje de oțelcare sunt foarte bine cunoscute pentru rezistența lor la coroziune, care crește odată cu creșterea conținutului de crom.Rezistența la coroziune poate fi, de asemenea, îmbunătățită prin adaosuri de nichel și molibden.Rezistența acestor aliaje metalice la efectele chimice ale agenților corozivi se bazează pe pasivare.Pentru ca pasivarea să apară și să rămână stabilă, aliajul Fe-Cr trebuie să aibă un conținut minim de crom de aproximativ 10,5% în greutate, peste care poate apărea pasivitatea și mai jos este imposibilă.Cromul poate fi folosit ca element de întărire și este frecvent utilizat cu un element de întărire, cum ar fi nichelul, pentru a produce proprietăți mecanice superioare.

Oțel inoxidabil duplex

După cum indică numele lor, oțelurile inoxidabile duplex sunt o combinație a două tipuri principale de aliaje.Au o microstructură mixtă de austenită și ferită, scopul fiind de obicei producerea unui amestec 50/50, deși, în aliajele comerciale, raportul poate fi de 40/60.Rezistența lor la coroziune este similară cu omologii lor austenitici, dar rezistența lor la coroziune la efort (în special la fisurarea coroziunii prin tensiuni cu clorură), rezistența la tracțiune și rezistența la curgere (aproximativ de două ori limita de curgere a oțelurilor inoxidabile austenitice) sunt în general superioare celei a oțelurilor inoxidabile austenitice. note.În oțelul inoxidabil duplex, carbonul este menținut la niveluri foarte scăzute (C<0,03%).Conținutul de crom variază de la 21,00 la 26,00%, conținutul de nichel variază de la 3,50 la 8,00%, iar aceste aliaje pot conține molibden (până la 4,50%).Duritatea și ductilitatea se încadrează în general între cele ale claselor austenitice și feritice.Calitățile duplex sunt de obicei împărțite în trei subgrupe în funcție de rezistența la coroziune: duplex slab, duplex standard și superduplex.Oțelurile superduplex au rezistență și rezistență sporite la toate formele de coroziune în comparație cu oțelurile austenitice standard.Utilizările comune includ aplicații marine, uzine petrochimice, instalații de desalinizare, schimbătoare de căldură și industria de fabricare a hârtiei.Astăzi, industria petrolului și gazelor este cel mai mare utilizator și a făcut eforturi pentru clase mai rezistente la coroziune, ceea ce a condus la dezvoltarea oțelurilor superduplex.

Rezistența oțelului inoxidabil la efectele chimice ale agenților corozivi se bazează pe pasivare.Pentru ca pasivarea să apară și să rămână stabilă, aliajul Fe-Cr trebuie să aibă un conținut minim de crom de aproximativ 10,5% în greutate, peste care poate apărea pasivitatea și mai jos este imposibilă.Cromul poate fi folosit ca element de întărire și este frecvent utilizat cu un element de întărire, cum ar fi nichelul, pentru a produce proprietăți mecanice superioare.

Oțeluri inoxidabile duplex – SAF 2205 – 1.4462

Un oțel inoxidabil duplex obișnuit este SAF 2205 (o marcă comercială deținută de Sandvik pentru un oțel inoxidabil duplex 22Cr (feritic-austenitic)), care conține de obicei 22% crom și 5% nichel.Are o rezistență excelentă la coroziune și o rezistență ridicată, 2205 este cel mai utilizat oțel inoxidabil duplex.Aplicațiile SAF 2205 sunt în următoarele industrii:

• Transport, depozitare și prelucrare chimică
• Echipamente de prelucrare
• Cloruri ridicate și medii marine
• Explorări de petrol și gaze
• Mașini de hârtie

Proprietățile oțelului inoxidabil duplex

Proprietățile materialelor sunt proprietăți intensive, ceea ce înseamnă că sunt independente de cantitatea de masă și pot varia de la un loc la altul în cadrul sistemului în orice moment.Știința materialelor presupune studierea structurii materialelor și raportarea acestora la proprietățile lor (mecanice, electrice etc.).Odată ce oamenii de știință din materiale știe despre această corelație structură-proprietate, ei pot continua să studieze performanța relativă a unui material într-o aplicație dată.Principalii determinanți ai structurii unui material și, prin urmare, a proprietăților sale sunt elementele sale chimice constitutive și modul în care a fost procesat în forma sa finală.

Proprietățile mecanice ale oțelului inoxidabil duplex

Materialele sunt frecvent alese pentru diverse aplicații, deoarece au combinații dezirabile de caracteristici mecanice.Pentru aplicațiile structurale, proprietățile materialelor sunt cruciale și inginerii trebuie să le țină seama.

Rezistența oțelului inoxidabil duplex

În mecanica materialelor,rezistența unui materialeste capacitatea sa de a rezista la o sarcină aplicată fără defecțiune sau deformare plastică.Rezistența materialelor ia în considerare relația dintre sarcinile externe aplicate unui material și deformarea rezultată sau modificarea dimensiunilor materialului.Rezistența unui material este capacitatea sa de a rezista la această sarcină aplicată fără defecțiuni sau deformare plastică.

Rezistența maximă la tracțiune

Rezistența maximă la tracțiune a oțelului inoxidabil duplex – SAF 2205 este de 620 MPa.

Therezistență maximă la tracțiuneeste maximul pe ingineriecurba tensiune-deformare.Aceasta corespunde tensiunii maxime suportate de o structură în tensiune.Rezistența maximă la tracțiune este adesea scurtată la „rezistență la tracțiune” sau „la tracțiune finală”.Dacă acest stres este aplicat și menținut, va rezulta o fractură.Adesea, această valoare este semnificativ mai mare decât limita de curgere (cu până la 50 până la 60 la sută mai mare decât randamentul pentru unele tipuri de metale).Când un material ductil își atinge rezistența maximă, se confruntă cu gâtul în care aria secțiunii transversale se reduce local.Curba stres-deformare nu conține o solicitare mai mare decât rezistența finală.Chiar dacă deformațiile pot continua să crească, tensiunea scade de obicei după atingerea rezistenței maxime.Este o proprietate intensivă;prin urmare, valoarea sa nu depinde de dimensiunea specimenului de testat.Totuși, depinde de alți factori, cum ar fi pregătirea probei, prezența sau nu a defectelor de suprafață și temperatura mediului și materialului de testare.Rezistența maximă la tracțiune variază de la 50 MPa pentru aluminiu până la 3000 MPa pentru oțel de foarte mare rezistență.

Puterea de curgere

Limita de curgere a oțelului inoxidabil duplex – SAF 2205 este de 440 MPa.

Thepunct de randamenteste punctul pe acurba tensiune-deformarecare indică limita comportamentului elastic și comportamentul plastic de început.Limita de curgere sau limita de curgere este proprietatea materialului definită ca tensiunea la care un material începe să se deformeze plastic.În schimb, limita de curgere este punctul în care începe deformarea neliniară (elastică + plastică).Înainte de limita de curgere, materialul se va deforma elastic și va reveni la forma sa inițială atunci când solicitarea aplicată este îndepărtată.Odată ce limita de curgere este depășită, o parte a deformației va fi permanentă și ireversibilă.Unele oțeluri și alte materiale prezintă un comportament numit fenomen de limită de curgere.Limitele de curgere variază de la 35 MPa pentru aluminiu cu rezistență scăzută la mai mult de 1400 MPa pentru oțel de înaltă rezistență.

Modulul de elasticitate al lui Young

Modulul Young de elasticitate al oțelului inoxidabil duplex – SAF 2205 este de 200 GPa.

Modulul de elasticitate al lui Youngeste modulul de elasticitate pentru efortul de tracțiune și compresiune în regimul de elasticitate liniară al unei deformații uniaxiale și este de obicei evaluat prin încercări de tracțiune.Până la limitarea stresului, un corp își va putea recupera dimensiunile la îndepărtarea sarcinii.Tensiunile aplicate fac ca atomii dintr-un cristal să se miște din poziția lor de echilibru și toate acesteaatomisunt deplasate în aceeași cantitate și își mențin geometria relativă.Când tensiunile sunt îndepărtate, toți atomii revin la pozițiile inițiale și nu are loc nicio deformare permanentă.Conformlegea lui Hooke, tensiunea este proporțională cu deformarea (în regiunea elastică), iar panta este modulul lui Young.Modulul Young este egal cu efortul longitudinal împărțit la deformare.

Duritatea oțelului inoxidabil duplex

Duritatea Brinell a oțelurilor inoxidabile duplex – SAF 2205 este de aproximativ 217 MPa.

În știința materialelor,duritateeste capacitatea de a rezista la indentarea suprafeței (deformare plastică localizată) și la zgâriere.Duritatea este probabil cea mai prost definită proprietate a materialului, deoarece poate indica rezistența la zgârieturi, abraziune, indentare sau chiar rezistență la modelare sau deformare plastică localizată.Duritatea este importantă din punct de vedere ingineresc, deoarece rezistența la uzură fie prin frecare, fie prin eroziune cu abur, ulei și apă crește în general odată cu duritatea.

Test de duritate Brinelleste unul dintre testele de duritate a indentării dezvoltate pentru testarea durității.În testele Brinell, un indentor dur, sferic este forțat sub o sarcină specifică pe suprafața metalului de testat.Testul tipic folosește o bilă de oțel călit cu diametrul de 10 mm (0,39 inchi) ca indentor cu o forță de 3.000 kgf (29.42 kN; 6.614 lbf).Sarcina este menținută constantă pentru un timp specificat (între 10 și 30 s).Pentru materiale mai moi, se folosește o forță mai mică;pentru materiale mai dure, o bilă de carbură de tungsten este înlocuită cu bilă de oțel.

Testul oferă rezultate numerice pentru a cuantifica duritatea unui material, care este exprimată prin numărul de duritate Brinell – HB.Numărul de duritate Brinell este desemnat de cele mai frecvent utilizate standarde de testare (ASTM E10-14[2] și ISO 6506–1:2005) ca HBW (H din duritate, B de Brinell și W din materialul indentorului, wolfram (wolfram) carbură).În standardele anterioare, HB sau HBS erau folosite pentru a se referi la măsurători efectuate cu indentatoare din oțel.

Numărul durității Brinell (HB) este sarcina împărțită la aria suprafeței indentării.Diametrul amprentei se măsoară cu un microscop cu o scară suprapusă.Numărul durității Brinell este calculat din ecuația:

Există diferite metode de testare de uz curent (de exemplu, Brinell,Knoop,Vickers, șiRockwell).Sunt disponibile tabele care corelează numerele de duritate din diferitele metode de testare în care se aplică corelația.La toate scalele, un număr mare de duritate reprezintă un metal dur.

Proprietățile termice ale oțelului inoxidabil duplex

Proprietățile termice ale materialelor se referă la răspunsul materialelor la modificările acestoratemperaturasi aplicarea decăldură.Pe măsură ce un solid absoarbeenergiesub formă de căldură, temperatura acestuia crește, iar dimensiunile sale.Dar diferitele materiale reacţionează diferit la aplicarea căldurii.

Capacitate termica,dilatare termică, șiconductivitate termicăsunt adesea critice în utilizarea practică a solidelor.

Punctul de topire al oțelului inoxidabil duplex

Punctul de topire al oțelului inoxidabil duplex – oțel SAF 2205 este de aproximativ 1450°C.

În general, topirea este o schimbare de fază a unei substanțe din faza solidă în faza lichidă.Thepunct de topirea unei substanțe este temperatura la care are loc această schimbare de fază.Punctul de topire definește, de asemenea, o condiție în care solidul și lichidul pot exista în echilibru.

Conductibilitatea termică a oțelului inoxidabil duplex

Conductivitatea termică a oțelurilor inoxidabile duplex – SAF 2205 este de 19 W/(m. K).

Caracteristicile de transfer de căldură ale materialului solid sunt măsurate printr-o proprietate numităconductivitate termică, k (sau λ), măsurată în W/mK Măsoară capacitatea unei substanțe de a transfera căldură printr-un material princonducerea.Rețineți călegea lui Fourierse aplică tuturor materiei, indiferent de starea acesteia (solidă, lichidă sau gazoasă).Prin urmare, este definit și pentru lichide și gaze.

Theconductivitate termicădin majoritatea lichidelor și solidelor variază în funcție de temperatură, iar pentru vapori, depinde și de presiune.În general:

Majoritatea materialelor sunt aproape omogene, prin urmare putem scrie de obicei k = k (T).Definiții similare sunt asociate cu conductivitățile termice în direcțiile y și z (ky, kz), dar pentru un material izotrop, conductivitatea termică este independentă de direcția de transfer, kx = ky = kz = k.