ดูเพล็กซ์สแตนเลส: ภาพรวม
เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์มีประวัติอันยาวนานมาตั้งแต่ปี 1927 โดยผ่านขั้นตอนหลักสามขั้นตอน แต่ละด่านมีคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ มาสำรวจการเดินทางและคุณประโยชน์ของมันกันดีกว่า
ประวัติความเป็นมาของดูเพล็กซ์สแตนเลส
รุ่นแรก
เริ่มต้นด้วยเหล็ก AISI 329 มีโครเมียมและโมลิบดีนัมจำนวนมาก ซึ่งหมายความว่าป้องกันสนิมบางชนิดได้ดี แต่มีปริมาณคาร์บอนสูง (0.1%) สิ่งนี้อาจทำให้การเชื่อมยุ่งยาก ชิ้นส่วนที่เชื่อมอาจมีความแข็งแรงน้อยลง ความต้านทานการเกิดสนิมก็สามารถลดลงได้เช่นกัน ดังนั้นจึงมักใช้โดยไม่ต้องเชื่อม
รุ่นที่สอง
สิ่งต่าง ๆ เปลี่ยนไปด้วยกระบวนการใหม่ที่เรียกว่าการแยกส่วนประกอบของอาร์กอน-ออกซิเจน สิ่งนี้นำมาซึ่งเหล็กกล้าดูเพล็กซ์ที่อุดมด้วยไนโตรเจน พวกมันมีคาร์บอนน้อยมาก นอกจากนี้ยังมีองค์ประกอบเช่นโมลิบดีนัม ทองแดง หรือซิลิคอน สิ่งเหล่านี้ช่วยต้านทานการเกิดสนิม ประเภทที่รู้จักกันดีคือ SAF2205
รุ่นที่สาม
ต่อมาเป็นเหล็กซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ ชื่อเช่น SAF2507, UR52N+ และ Zeron100 อยู่ในกลุ่มนี้ พวกมันมีคาร์บอนน้อยกว่าและมีองค์ประกอบอื่นๆ มากกว่าด้วยซ้ำ ประมาณ 40-45% เป็นเหล็กชนิดหนึ่งที่เรียกว่าเฟอร์ไรต์ ส่วนผสมนี้ป้องกันสนิมได้ดี
องค์กรและคุณสมบัติ
ดูเพล็กซ์สแตนเลสเป็นพิเศษ มีสองส่วนหลัก: เฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์ พวกเขาเกือบจะเท่ากัน แต่ควรจะมากกว่า 30% ส่วนผสมนี้มีประโยชน์มากมาย
องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์
| การเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมีทั่วไปของสเตนเลสออสเทนนิติกและดูเพล็กซ์ที่เลือก (ค่าโดยประมาณ) |
| หมวดหมู่ | เกรดเหล็ก | องค์ประกอบทางเคมี % | เพรน |
| C | Cr | นิ | โม | N |
|
| ออสเตนนิติก | 304L | 0.03 | 19 | 12 | - | 0.1 | 21 |
| 316L | 0.03 | 18 | 12 | 2 | - | 25 |
| ดูเพล็กซ์สแตนเลส | 2205 | 0.03 | 22 | 5 | 3 | 0.15 | 34 |
| 255 | 0.03 | 25 | 6 | 3 | 0.2 | 38 |
| 2507 | 0.03 | 25 | 7 | 4 | 0.25 | 42 |
การศึกษาพบว่าส่วนผสมที่ดีที่สุดคือเฟอร์ไรต์ 40-60% และออสเทนไนต์ 60-40% สิ่งอื่นสามารถเปลี่ยนความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของเหล็กได้
คุณสมบัติทางกล
| สมบัติเชิงกลที่อุณหภูมิห้องของเกรดสแตนเลสดูเพล็กซ์ทั่วไป |
| เกรดเหล็ก | มาตรฐาน
เกรด | σ0.2/เมปาสคาล | ซิบ/เมปา | δ5/% | เอเค/เจ |
| AISI304 | UNS S30400 | 210 | 515~690 | 45 | >300 |
| AISI430 | UNS S43000 | 205 | 450 | 20 |
|
| SAF2304 | UNS S32304 | 400 | 600~820 | 25 | 300 |
| SAF2205 | UNS S31803 | 450 | 680~880 | 25 | 250 |
| SAF2507 | UNS S32750 | 550 | 800~1,000 | 25 | 230 |
ความต้านทานการกัดกร่อน
เหล็กดูเพล็กซ์มีความทนทานต่อการเกิดสนิม ทนทานต่อสนิมประเภทต่างๆ แม้แต่ข้อต่อก็ยังแข็งแรงต่อการเกิดสนิม นอกจากนี้ยังป้องกันการสึกหรอได้ดีอีกด้วย ตัวอย่างมากมายแสดงให้เห็นว่าใช้ได้ดีกับสนิมสองประเภท: แบบตามขอบเกรนและแบบสม่ำเสมอ
ข้อจำกัด
มันไม่สมบูรณ์แบบแม้ว่า มีข้อเสียอยู่บ้างเมื่อเทียบกับประเภทอื่นที่เรียกว่าออสเทนนิติก ทำงานได้ดีที่สุดในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด มันยังโค้งงอน้อยลงอีกด้วย และมีอุณหภูมิหนึ่งที่อาจเปราะได้
บทสรุป
ดูเพล็กซ์สแตนเลสเติบโตขึ้นมากในรอบศตวรรษ มันถูกใช้ในหลายอุตสาหกรรมในขณะนี้ มีความแข็งแรงและต้านทานการเกิดสนิมได้ดีเยี่ยม แต่การรู้ขีดจำกัดของมันเป็นสิ่งสำคัญ ตัวเลือกที่เหมาะสมสามารถทำให้ทำงานได้ดีที่สุด