Dvostrani čelik: opis, karakteristike i značajke

Danas dvostrani čelik dobiva sve veću popularnost. Proizvodnja ove vrste nehrđajući legure bave gotovo sve tvrtke u području metalurgije. Više o tome, što je dvostrani čelik i koje prednosti ima, možete pročitati u ovom članku.

Opće informacije

Dupleks čelik je prepoznat u cijelom svijetu. Koje karakteristike ima? Prvo, visoka čvrstoća ovog materijala može smanjiti konačnu težinu bilo kojeg proizvoda. Drugo, poznat je po ogromnoj otpornosti na koroziju. To je posebno vidljivo kada se razmatra otpornost na pucanje korozije.

Vrijedno je reći da trenutno sirovine još uvijek nisu postale poznate proizvođačima, pa se stoga svakih nekoliko godina održavaju konferencije na kojima se razmatraju tehnički članci posvećeni svim značajkama dupleksnog čelika. Do sada, unatoč prilično visokom interesu za ovu vrstu proizvoda, udio na svjetskom tržištu je samo 1-3%.

Povijest nastanka

Vrijedno je napomenuti da se ideja o stvaranju dvostranog čelika rodila davne 1920. godine. No, prvi materijal rođen je tek 1930. u Švedskoj. Široka distribucija i uporaba ove vrste sirovina započela je tek u posljednjem desetljeću. Glavni razlog tome leži u činjenici da tijekom ovih godina tehnologija proizvodnje bio je jako poboljšan. Konkretno, proizvođači su dobili mogućnost preciznije regulacije sadržaja dušika.

Da biste razumjeli prednosti i razlog rođenja nehrđajućeg čelika, trebali biste razumjeti dvije druge glavne vrste.

Austenitne legure, koje su predstavljene markom od 304 ili 08H18N10, kao i feritne marke od 430 ili 12h17, prilično su jednostavne za proizvodnju. Kao što je jasno od njihovog imena sastoje se uglavnom od austenita ili ferita. Unatoč prilično širokoj primjeni, imaju tehničke nedostatke.

Nedostaci tradicionalnih čelika

Ako govorimo o austenitnim čelicima, onda nedostaci uključuju nisku čvrstoću, kao i malu otpornost na pucanje korozije. Što se tiče feritnog materijala, njegova je čvrstoća nešto veća, ali svejedno "nedostaje" do ideala. Osim toga, zavarljivost čelika uvelike se pogoršava s povećanjem debljine materijala, a pri niskim temperaturama postaje prilično krhka.

Još jedan mali nedostatak austenitne legure je sadržaj nikla u sastavu. To dovodi do većih troškova proizvoda, što, naravno, nije sretan niti jedan krajnji potrošač.

Prednosti duplex

Ideja o stvaranju nehrđajućeg čelika iz svemira proizašla je iz želje za izjednačavanjem feritnog i austenitnog temelj za da biste dobili novi, kvalitetniji materijal. Približna jednaka količina feritnog i austenitnog čelika rezultirala je sljedećim prednostima:

• Visoka ocjena čvrstoće. Raspon čvrstoće prinosa na 0,2% bit će između 400 i 450 MPa, što je više od 150 do 200 MPa indeksa koji se može primijetiti u austenitnim ili feritnim legurama. To je dovelo do toga, što je moguće smanjite debljinu proizvoda bez gubitka čvrstoće. A smanjenje debljine uzrokovalo je smanjenje konačne mase. To je vrlo važno u području građevinskih konstrukcija, spremnika i posuda pod pritiskom.
• Koje prednosti ima Dupleks čelik osim čvrstoće? Zavarljivost metala je dovoljno dobra čak i pri velikoj debljini.
• Visoke performanse žilavosti. Puno bolje od Feritnih legura. To se posebno odnosi na slučajeve kada okolina temperatura zraka jako pada na -50, a ponekad i na - 80 Celzijevih stupnjeva.
• Visoka stopa otpornosti na pucanje korozije. Austenitni materijali vrlo su skloni ovom nedostatku. Ovaj parametar igra važnu ulogu u proizvodnim područjima kao što su spremnici za pivo, postrojenja za obogaćivanje, okviri za bazene.
• Dupleks čelični kotlovi mnogo su pouzdaniji od austenita.

Pucanje

Trenutno je konvencionalni čelik podložan oštećenju poput pucanja korozije ili iris - IAS. Ova vrsta korozije obično se javlja pod određenim uvjetima. Patogen može biti snažno vlačno naprezanje, povišena temperatura (50 Celzijevih stupnjeva iznad nule). A ako govorimo o bazenima, onda se zbog stalnog izlaganja vodi ova vrsta korozije može očitovati na 25 stupnjeva.

Austenitni stupnjevi čelika prilično su pod utjecajem ovog nedostatka. Feritna legura ima veću pouzdanost u tom pogledu, kao i dupleksni nehrđajući čelik A890 3A u odnosu na druge marke. Veliki Koeficijent otpora omogućuje upotrebu ovog materijala u proizvodnji bojlera, spremnika za pivo, postrojenja za desalinizaciju. Odnosno, tamo gdje postoji povišena temperatura i kontakt s tekućinama.

Izrada okvira bazena od običnih austenitnih čelika potpuno je zabranjena zbog ovog nedostatka. Prije sam morao koristiti leguru s vrlo povišen sadržaj nikla, što je dovelo do poskupljenja proizvoda. Do danas se može koristiti Dupleks ili super dupleks čelik.

"Super" i "hiper" dupleks materijal

Vrijedno je reći da ako feritnom kromiranom čeliku dodate nikal, tada možete dobiti mješovitu strukturu baze. Odnosno, sadržavat će i austenit i ferit. Kao što je već postalo jasno, upravo se takva smjesa počela nazivati dupleksnim materijalom. Prefiksi "super" ili "hiper" Dupleks čelik ukazuju na to da sirovina sadrži povećanu količinu legirajućih komponenti. To ukazuje na još veću otpornost na koroziju od konvencionalnih materijala.

"Super" i "hiper" dvostrani čelik u opremi za proizvodnju plina koristi se prilično aktivno. Osim toga, sirovine se koriste u prehrambenoj, kemijskoj, građevinskoj, pa čak i medicinskoj industriji.

Zavarivanje materijala

Unatoč dobroj zavarivosti ovog proizvoda, treba se pridržavati određenih pravila. Prije početka zavarivanja trebate obratite pažnju na sljedeće:

• da bi se osigurala dobra kvaliteta prodiranja materijala, razmak u korijenu spoja i kut rezanja rubova trebaju biti nešto veći nego za obični čelik;
• spoj, kao i metal oko ovog mjesta, preporuča se temeljito očistiti od prljavštine;
• u ovom slučaju možete koristiti samo četke izrađene od metalne žice otporne na koroziju;
• elektroda za zavarivanje mora biti suha.

Tijekom zavarivanja dvostranog čelika treba se pridržavati sljedećih pravila:

• Vrlo je važno pratiti takav parametar kao što je unos topline. Ne smije biti preniska ili, naprotiv, previsoka. Za obični dvostrani čelik tijekom zavarivanja treba se pridržavati raspona od 0,5-2,5 kJ / mm. Uz to, međuprolazna temperatura ne smije biti veća od 200 Celzijevih stupnjeva.
• Na stražnjoj strani šava za zavarivanje ne smije se pojaviti ljestvica. Ovdje je vrlo važno odabrati pravi plin koji će zaštititi korijen šava. Najčešće se u zaštitne svrhe koristi mješavina plinova poput argona visoke čistoće i vodika ili dušika.
• Zavarivanje smije izvoditi samo visokokvalificirani stručnjak. To je zbog činjenice da će se na mjestima izgaranja metala uvelike povećati sklonost koroziji, a vjerojatnost pukotina također je velika.
• Tijekom zavarivanja ne smiju se izvoditi široke poprečne vibracije elektrode. To može dovesti do prevelike potrošnje topline, što poništava pravila.

Rad nakon zavarivanja

Postoje određene preporuke koje treba slijediti nakon zavarivanja.

• Da bi se osigurala visoka zaštita od korozije u zavarenom metalu, treba ga temeljito očistiti. Potrebno je potpuno ukloniti oksidni film i ukloniti sve ostatke troske.
• Posao skidanja obavlja se samo ručno i samo žičanom četkom sa svojstvima otpornosti na koroziju. Ako koristite mehaničke uređaje, to može dovesti do pojave mikropukotina u području šava, što će smanjiti njegovu čvrstoću.
• Najčešće nije potrebna toplinska obrada šava nakon zavarivanja.

Nedostaci sirovina

Unatoč širenju materijala i njegovim naizgled očitim i značajnim prednostima, još uvijek nije dobio univerzalno priznanje i najvjerojatnije nikada neće zauzeti vodeće mjesto na tržištu. To je zbog nekoliko nedostataka koje vrijedi znati. Zbog njih će takva legura uvijek biti "niša".

Odmah biste trebali započeti s velikom čvrstoćom materijala. Čini se da je značajna prednost, ali upravo ona postaje ogroman nedostatak kada postoji potreba za obradom metala mehaničkim metodama ili pritiskom. Još jedan nedostatak visoke čvrstoće je snažno smanjenje mogućnosti plastične deformacije. Iz tog razloga, dupleksne sirovine zapravo nisu prikladne za proizvodnju bilo kojeg proizvoda koji mora imati visoku duktilnost.

Čak i u slučajevima kada se čini da je plastičnost prihvatljiva za rad na razini, još uvijek morate uložiti ogroman napor. Iz tog se razloga dupleksni čelici i legure za naftne i plinske armature ne koriste prečesto.

Sljedeći nedostatak je velika tehnološka složenost taljenja nehrđajućeg čelika dupleksnog tipa. Austenitni i Feritni materijal mnogo je lakše topiti. Ako prekršite tehnologija proizvodnje, posebno u procesu toplinske obrade, osim austenita i ferita, u materijalu će se formirati i druge faze, što je potpuno nepoželjno. Najčešće se formira Sigma faza ili krhkost od 475 stupnjeva.

Neželjene faze u sirovinama

Sigma faza nastaje u takvom proizvodu na 1000 Celzijevih stupnjeva i više. Obično se takve temperature javljaju u slučajevima kada proces hlađenja nakon zavarivanja ili tijekom proizvodnog procesa nije dovoljno brz. Osim toga, što je više legirajućih elemenata sadržano u sastavu, to je veća vjerojatnost pojave takve faze. Drugim riječima, izuzetno je teško stvoriti super dupleks ili hiperdupleks čelik.

Što se tiče krhkosti od 475 stupnjeva, ona se pojavljuje u slučaju formiranja faze s imenom alfa moždani udar. Kao što i samo ime govori, najopasnija temperatura je 475 Celzijevih stupnjeva, ali problem se može pojaviti i na znatno nižim stopama, otprilike 300 stupnjeva. Zbog toga se nameće maksimalno temperaturno ograničenje za upotrebu proizvoda izrađenih od ove vrste sirovina. Naravno, zbog toga se opseg upotrebe čelika još više sužava.

Na temelju gore navedenog možemo izvući sljedeći zaključak. Stupnjevi dupleksnih čelika dobro su rješenje i zamjena za standardne materijale, ali u vrlo uskom području.

Rezultati

Dupleksna legura ima mnogo manje rasprostranjenu primjenu od ostalih vrsta metala. Ipak, popularan je u određenim područjima. Najčešće se koristi u petrokemijskom području, automobilskoj industriji i proizvodnji bazena. Izvrsna zavarljivost, otpornost na koroziju i velika otpornost na habanje čine ovaj materijal pravim nalazom za mnoge.