Acer dúplex: descripció, especificacions i característiques

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Avui, l'acer dúplex és cada cop més popular. Pràcticament totes les empreses del camp de la metal·lúrgia es dediquen a la producció d'aquest tipus d'aliatge inoxidable. Podeu obtenir més informació sobre què és l'acer dúplex i quins avantatges té en aquest article.

Informació general

L'acer dúplexés reconegut a tot el món. Quines característiques té ella? En primer lloc, l' alta resistència d'aquest material permet reduir el pes final de qualsevol producte. En segon lloc, és famós per la seva enorme resistència a la corrosió. Això es nota especialment quan es té en compte la resistència a les esquerdes per corrosió per tensió.

Val la pena dir que en aquests moments la matèria primera encara no s'ha familiaritzat amb els fabricants, i per això cada pocs anys se celebren conferències en què es consideren articles tècnics sobre totes les característiques de l'acer dúplex. Fins ara, malgrat l'interès força elevat per aquest tipus de productes, la quota de mercat global és només de l'1-3%.

Historial d'ocurrència

Val la pena assenyalar que la idea de crearL'acer dúplex va néixer l'any 1920. Però el primer material va aparèixer només el 1930 a Suècia. L'àmplia distribució i utilització d'aquest tipus de matèries primeres va començar només en l'última dècada. El motiu principal d'això rau en el fet que durant aquests anys s'ha millorat molt la tecnologia de producció. En particular, els productors han pogut controlar el seu contingut de nitrogen amb més precisió.

Per entendre els avantatges i per què va néixer l'acer inoxidable dúplex, cal entendre els altres dos tipus principals.

Els aliatges austenítics, que són AISI 304 o 08X18H10, així com els graus ferrítics AISI 430 o 12X17, són bastant fàcils de fabricar. Com el seu nom indica, estan formats principalment per austenita o ferrita. Tot i que s'utilitzen àmpliament, tenen deficiències tècniques.

Inconvenients dels acers tradicionals

Si parlem d'acers austenítics, els desavantatges inclouen la baixa resistència, així com la baixa resistència a l'esquerdament per corrosió per tensió. Pel que fa al material ferrític, la seva resistència és lleugerament superior, però encara "no arriba" a l'ideal. A més, la soldabilitat de l'acer es deteriora molt amb l'augment del gruix del material i es torna bastant trencadissa a baixes temperatures.

Un altre petit inconvenient de l'aliatge austenític és el contingut de níquel en la composició. Això comporta un cost més elevat del producte, que, per descomptat, cap consumidor final està satisfet.

Avantatges dúplex

La idea de crear acer inoxidable dúplex va sorgir del desig d'equiparar la base ferrítica i la base austenítica per tal d'aconseguir un material nou i de més qualitat. Aproximadament la mateixa quantitat d'acer ferrític i austenític va donar com a resultat els beneficis següents:

• Alta força. El rang de límit elàstic al 0,2% serà de 400 a 450 MPa, que és de 150 a 200 MPa més del que es pot veure amb aliatges austenítics o ferrítics. Això va conduir al fet que és possible reduir el gruix del producte, sense perdre força. I la disminució del gruix va provocar una disminució de la massa final. Això és molt important en l'àmbit de la construcció d'estructures, dipòsits i recipients a pressió.
• Quins són els avantatges de l'acer dúplex a més de la resistència? La soldabilitat del metall és força bona fins i tot amb grans gruixos.
• Alta resistència a l'impacte. Molt millor que els aliatges ferrítics. Això és especialment cert quan la temperatura de l'aire ambiental baixa a -50 i de vegades fins a -80 graus centígrads.
• Alta resistència a l'esquerda per corrosió per tensió. Els materials austenítics són molt propensos a aquest defecte. Aquest paràmetre té un paper important en indústries com ara dipòsits de cervesa, concentradors, marcs de piscines.
• Les calderes d'acer dúplex són molt més fiables que les calderes d'austenita.

Cracking

Actualment habitualL'acer està subjecte a un defecte com ara el cracking per corrosió o SCC - Stress Corrosion Cracking. Aquest tipus de corrosió sol produir-se en determinades condicions. L'agent causant pot ser un fort esforç de tracció, una temperatura elevada (50 graus centígrads per sobre de zero). I si parlem de piscines, a causa de l'exposició constant a l'aigua, aquest tipus de corrosió es pot produir fins i tot a 25 graus.

Els graus d'acer austenític es veuen força afectats per aquest defecte. Un aliatge ferrític és més fiable en aquest sentit, així com l'acer inoxidable dúplex a890 3a segons ASTM i altres graus. L' alt coeficient de resistència permet que aquest material s'utilitzi en la producció d'escalfadors d'aigua, dipòsits de cervesa, plantes dessalinitzadores. És a dir, on hi ha un augment de la temperatura i contacte amb líquids.

A causa d'aquest defecte, està totalment prohibit fer bastidors de piscines amb acers austenítics ordinaris. Anteriorment, era necessari utilitzar un aliatge amb un contingut de níquel molt elevat, fet que va provocar un augment del cost del producte. Actualment, es pot utilitzar acer dúplex o superdúplex.

Material dúplex "Super" i "Hyper"

Val la pena dir que si afegiu níquel a l'acer ferrític al crom, podeu obtenir una estructura base mixta. És a dir, contindrà tant austenita com ferrita. Com ja ha quedat clar, va ser precisament aquesta barreja la que es va començar a anomenar material dúplex. Els prefixos "super" o "hiper" d'acer dúplex indiquen que la matèria primera conté un augmentla quantitat de components d'aliatge. Això indica una resistència a la corrosió encara més gran que els materials convencionals.

L'acer dúplex "súper" i "hiper" s'utilitza força activament en equips de producció de gas. A més, les matèries primeres s'utilitzen a la indústria alimentària, química, de la construcció i fins i tot mèdica.

Material de soldadura

Malgrat la bona soldabilitat d'aquest producte, s'han de respectar determinades normes. Abans de començar a soldar, presteu atenció al següent:

• per garantir una bona qualitat de penetració del material, la bretxa a l'arrel de la unió i l'angle de tall de les vores s'han de fer una mica més gran que per a l'acer normal;
• es recomana netejar a fons la junta, així com el metall que hi ha al voltant de qualsevol contaminació;
• només es poden utilitzar raspalls fets de filferro metàl·lic amb resistència a la corrosió;
• L'elèctrode de soldaduraha d'estar sec.

Mentre soldeu acer dúplex, seguiu aquestes regles:

• És molt important controlar un paràmetre com l'entrada de calor. No ha de ser massa baix ni, per contra, massa alt. Per a l'acer dúplex normal, s'ha de respectar un rang de 0,5-2,5 kJ/mm durant la soldadura. A més, la temperatura entre passades no ha de ser superior a 200 graus centígrads.
• No hi ha d'aparèixer escoria a la part posterior de la soldadura. Aquí és molt important triar el gas adequat que protegirà l'arrel de la costura. La mescla de gas més utilitzada amb finalitats protectores és l'argó d' alta puresa i l'hidrogen o el nitrogen.
• La soldadura només l'ha de fer una persona altament qualificada. Això es deu al fet que en llocs de cremades, el metall augmentarà molt la tendència a la corrosió i també hi ha una gran probabilitat d'esquerdes.
• Durant la soldadura, no feu vibracions transversals àmplies de l'elèctrode. Això pot provocar una entrada de calor excessiva, cosa que anirà en contra de les regles.

Treball després de la soldadura

Hi ha determinades directrius a seguir després de soldar.

• Per garantir una alta protecció contra la corrosió del metall de soldadura, s'ha de netejar a fons. Cal eliminar completament la pel·lícula d'òxid i eliminar totes les restes d'escòries.
• Els treballs de raspallat es fan només a mà i només amb un raspall de filferro amb propietats de resistència a la corrosió. Si s'utilitzen dispositius mecànics, això pot provocar micro-esquinçaments a la zona de la costura, que reduirà la seva resistència.
• Molt sovint, no es requereix cap tractament tèrmic de la costura després de la soldadura.

Déficits de matèries primeres

Malgrat la difusió del material i els seus avantatges aparentment evidents i significatius, encara no ha rebut el reconeixement universal i, molt probablement, mai no prendrà el lideratge del mercat. Això es deu a diversos inconvenients,que val la pena conèixer. A causa d'ells, aquest aliatge sempre serà "nínxol".

De seguida val la pena començar per l' alta resistència del material. Sembla un avantatge important, però es converteix en un gran desavantatge quan es fa necessari processar metall per mitjans mecànics o pressió. Un altre desavantatge de l' alta resistència és una forta reducció de la possibilitat de deformació plàstica. Per aquest motiu, les matèries primeres dúplex no són realment adequades per a la producció de productes que hagin de tenir una alta ductilitat.

Fins i tot quan la plasticitat, sembla, està a un nivell acceptable per a la feina, encara cal fer grans esforços. Per aquest motiu, els acers dúplex i els aliatges per a accessoris de petroli i gas no s'utilitzen àmpliament.

El següent desavantatge és la gran complexitat tecnològica de la fosa d'acer inoxidable dúplex. El material austenític i ferrític és molt més fàcil de fondre. Si es viola la tecnologia de fabricació, especialment durant el procés de tractament tèrmic, es formaran altres fases en el material, a més de l'austenita i la ferrita, que és completament indesitjable. Molt sovint, es produeix una fase sigma o una fragilitat de 475 graus.

Fases no desitjades en matèries primeres

La fase Sigma es forma en aquest producte a 1000 graus centígrads i més. Normalment, aquestes temperatures es produeixen si el procés de refredament després de la soldadura o durant la producció no és prou ràpid. A més, més elements d'aliatge es contindrancomposició, més gran és la probabilitat de l'aparició d'aquesta fase. En altres paraules, crear acer superdúplex o hiperdúplex és extremadament difícil.

Pel que fa a la fragilitat de 475 graus, apareix en el cas de la formació d'una fase anomenada alfa-ictus. Com el seu nom indica, la temperatura més perillosa és de 475 graus centígrads, però el problema també pot aparèixer a valors molt inferiors, aproximadament 300 graus. Per això, s'imposa una restricció màxima de temperatura a l'ús de productes d'aquest tipus de matèria primera. Naturalment, per això, l'abast de l'acer es redueix encara més.

A partir de tot l'anterior, podem treure aquesta conclusió. Els graus d'acer dúplex són una bona solució i un reemplaçament per als materials estàndard, però amb un abast molt reduït.

Resultats

L'aliatge dúplex s'utilitza molt menys que altres tipus de metalls. No obstant això, és popular en determinades zones. Molt sovint s'utilitza en el camp petroquímic, la indústria de l'automòbil i en la producció de piscines. Excel·lent soldabilitat, resistència a la corrosió i alta resistència al desgast fan d'aquest material una autèntica troballa per a molts.