Inom metallurgi är rostfritt stål en stållegering med minst 10,5 % krom med eller utan andra legeringselement och högst 1,2 % kol i vikt.Rostfria stål, även kända som inoxstål eller inox från franska inoxidable (ooxiderbara), ärstållegeringarsom är mycket välkända för sin korrosionsbeständighet, som ökar med ökande kromhalt.Korrosionsbeständigheten kan också förbättras genom tillsatser av nickel och molybden.Beständigheten hos dessa metalliska legeringar mot de kemiska effekterna av frätande ämnen är baserad på passivering.För att passivering ska ske och förbli stabil måste Fe-Cr-legeringen ha en minsta kromhalt på cirka 10,5 viktprocent, över vilken passivitet kan inträffa och under är omöjlig.Krom kan användas som ett härdande element och används ofta med ett härdande element som nickel för att ge överlägsna mekaniska egenskaper.

Duplex rostfritt stål

Som namnet antyder är duplexa rostfria stål en kombination av två huvudlegeringstyper.De har en blandad mikrostruktur av austenit och ferrit, målet är vanligtvis att producera en 50/50-blandning, även om förhållandet i kommersiella legeringar kan vara 40/60.Deras korrosionsbeständighet liknar deras austenitiska motsvarigheter, men deras spänningskorrosionsbeständighet (särskilt mot kloridspänningskorrosionssprickning), draghållfasthet och sträckgränser (ungefär två gånger sträckgränsen hos austenitiska rostfria stål) är i allmänhet överlägsna den för austenitiska stål. betyg.I duplext rostfritt stål hålls kolet på mycket låga nivåer (C<0,03%).Kromhalten varierar från 21,00 till 26,00 %, nickelhalten varierar från 3,50 till 8,00 %, och dessa legeringar kan innehålla molybden (upp till 4,50 %).Seghet och duktilitet ligger i allmänhet mellan de för austenitiska och ferritiska kvaliteter.Duplexkvaliteter delas vanligtvis in i tre undergrupper baserat på deras korrosionsbeständighet: mager duplex, standard duplex och superduplex.Superduplexstål har förbättrad styrka och motståndskraft mot alla former av korrosion jämfört med standard austenitiska stål.Vanliga användningsområden inkluderar marina applikationer, petrokemiska anläggningar, avsaltningsanläggningar, värmeväxlare och papperstillverkningsindustrin.Idag är olje- och gasindustrin den största användaren och har drivit på för mer korrosionsbeständiga kvaliteter, vilket lett till utvecklingen av superduplexstål.

Beständigheten hos rostfritt stål mot de kemiska effekterna av korrosiva ämnen är baserad på passivering.För att passivering ska ske och förbli stabil måste Fe-Cr-legeringen ha en minsta kromhalt på cirka 10,5 viktprocent, över vilken passivitet kan inträffa och under är omöjlig.Krom kan användas som ett härdande element och används ofta med ett härdande element som nickel för att ge överlägsna mekaniska egenskaper.

Duplexa rostfria stål – SAF 2205 – 1.4462

Ett vanligt duplext rostfritt stål är SAF 2205 (ett Sandvik-ägt varumärke för ett 22Cr duplex (ferritisk-austenitisk) rostfritt stål), som vanligtvis innehåller 22 % krom och 5 % nickel.Det har utmärkt korrosionsbeständighet och hög hållfasthet, 2205 är det mest använda duplexa rostfria stålet.Tillämpningar av SAF 2205 finns i följande branscher:

• Transport, lagring och kemisk bearbetning
• Bearbetningsutrustning
• Hög kloridhalt och marina miljöer
• Olje- och gasprospektering
• Pappersmaskiner

Egenskaper för duplext rostfritt stål

Materialegenskaper är intensiva egenskaper, vilket innebär att de är oberoende av mängden massa och kan variera från plats till plats i systemet när som helst.Materialvetenskap handlar om att studera materialens struktur och relatera dem till deras egenskaper (mekaniska, elektriska, etc.).När materialforskare känner till denna struktur-egenskapskorrelation, kan de sedan fortsätta att studera den relativa prestandan för ett material i en given tillämpning.De viktigaste bestämningsfaktorerna för strukturen hos ett material och därmed för dess egenskaper är dess ingående kemiska element och hur det har bearbetats till sin slutliga form.

Mekaniska egenskaper hos duplext rostfritt stål

Material väljs ofta för olika tillämpningar eftersom de har önskvärda kombinationer av mekaniska egenskaper.För strukturella applikationer är materialegenskaper avgörande och ingenjörer måste ta hänsyn till dem.

Styrkan hos duplext rostfritt stål

I materialmekaniken, denstyrkan hos ett materialär dess förmåga att motstå en applicerad belastning utan brott eller plastisk deformation.Materialets styrka tar hänsyn till förhållandet mellan de yttre belastningar som appliceras på ett material och den resulterande deformationen eller förändringen i materialdimensioner.Styrkan hos ett material är dess förmåga att motstå denna applicerade belastning utan brott eller plastisk deformation.

Ultimat draghållfasthet

Den ultimata draghållfastheten för duplext rostfritt stål – SAF 2205 är 620 MPa.

Deultimat draghållfasthetär max på teknikenspänning-töjningskurva.Detta motsvarar den maximala spänningen som en struktur i spänning utsätts för.Den ultimata draghållfastheten förkortas ofta till "draghållfasthet" eller "den ultimata".Om denna spänning appliceras och bibehålls, uppstår en fraktur.Ofta är detta värde betydligt högre än sträckgränsen (så mycket som 50 till 60 procent mer än utbytet för vissa typer av metaller).När ett duktilt material når sin slutgiltiga hållfasthet, upplever det halsning där tvärsnittsarean minskar lokalt.Spännings-töjningskurvan innehåller ingen högre spänning än den slutliga hållfastheten.Även om deformationerna kan fortsätta att öka, minskar spänningen vanligtvis efter att den slutliga styrkan uppnåtts.Det är en intensiv fastighet;därför beror dess värde inte på storleken på testexemplaret.Det beror dock på andra faktorer, såsom beredningen av provet, förekomsten eller ej av ytdefekter och temperaturen i testmiljön och materialet.Den slutliga draghållfastheten varierar från 50 MPa för aluminium till så hög som 3000 MPa för mycket höghållfast stål.

Sträckgräns

Sträckgränsen för duplext rostfritt stål – SAF 2205 är 440 MPa.

Desträckgränsär poängen på aspänning-töjningskurvasom indikerar gränsen för elastiskt beteende och det börjar plastiska beteendet.Sträckgräns eller sträckgräns är den materialegenskap som definieras som den spänning vid vilken ett material börjar deformeras plastiskt.Däremot är sträckgränsen den punkt där olinjär (elastisk + plastisk) deformation börjar.Innan sträckgränsen kommer materialet att deformeras elastiskt och återgå till sin ursprungliga form när den applicerade spänningen avlägsnas.När väl sträckgränsen passerats kommer en del av deformationen att vara permanent och icke-reversibel.Vissa stål och andra material uppvisar ett beteende som kallas ett flytgränsfenomen.Sträckgränserna varierar från 35 MPa för låghållfast aluminium till mer än 1400 MPa för höghållfast stål.

Youngs elasticitetsmodul

Youngs elasticitetsmodul för duplext rostfritt stål – SAF 2205 är 200 GPa.

Youngs elasticitetsmodulär elasticitetsmodulen för drag- och tryckspänning i den linjära elasticitetsregimen för en enaxlig deformation och bedöms vanligtvis genom dragprov.Upp till att begränsa stressen kommer en kropp att kunna återhämta sina dimensioner vid avlägsnande av lasten.De applicerade spänningarna gör att atomerna i en kristall flyttas från sin jämviktsposition, och allaatomerförskjuts lika mycket och bibehåller sin relativa geometri.När spänningarna avlägsnas återgår alla atomer till sina ursprungliga positioner, och ingen permanent deformation uppstår.EnligtHookes lag, spänningen är proportionell mot töjningen (i det elastiska området), och lutningen är Youngs modul.Youngs modul är lika med den längsgående spänningen dividerad med töjningen.

Hårdheten hos duplext rostfritt stål

Brinell-hårdheten för duplexa rostfria stål – SAF 2205 är cirka 217 MPa.

Inom materialvetenskap,hårdhetär förmågan att motstå ytintryckning (lokaliserad plastisk deformation) och repor.Hårdhet är förmodligen den sämst definierade materialegenskapen eftersom den kan indikera motstånd mot repor, nötning, fördjupningar eller till och med motstånd mot formning eller lokal plastisk deformation.Hårdhet är viktig ur teknisk synvinkel eftersom motståndet mot slitage genom antingen friktion eller erosion av ånga, olja och vatten i allmänhet ökar med hårdheten.

Brinell hårdhetstestär ett av intryckningshårdhetstesterna som utvecklats för hårdhetstestning.I Brinell-tester tvingas en hård, sfärisk indenter under en specifik belastning in i ytan på metallen som ska testas.Det typiska testet använder en härdad stålkula med en diameter på 10 mm (0,39 tum) som en indenter med en kraft på 3 000 kgf (29,42 kN; 6 614 lbf).Belastningen hålls konstant under en angiven tid (mellan 10 och 30 s).För mjukare material används en mindre kraft;för hårdare material ersätts stålkulan med en kula av volframkarbid.

Testet ger numeriska resultat för att kvantifiera ett materials hårdhet, vilket uttrycks av Brinells hårdhetstal – HB.Brinells hårdhetsnummer betecknas av de vanligaste teststandarderna (ASTM E10-14[2] och ISO 6506–1:2005) som HBW (H från hårdhet, B från Brinell och W från materialet i indentern, volfram (wolfram) karbid).I tidigare standarder användes HB eller HBS för att hänvisa till mätningar gjorda med stålintryckare.

Brinell-hårdhetstalet (HB) är belastningen dividerad med ytan på fördjupningen.Diametern på avtrycket mäts med ett mikroskop med en överlagrad skala.Brinells hårdhetstal beräknas från ekvationen:

Det finns olika testmetoder som är vanliga (t.ex. Brinell,Knoop,Vickers, ochRockwell).Det finns tabeller som korrelerar hårdhetstalen från de olika testmetoderna där korrelation är tillämplig.I alla skalor representerar ett högt hårdhetstal en hårdmetall.

Termiska egenskaper hos duplext rostfritt stål

Materialens termiska egenskaper hänvisar till materialens respons på förändringar i derastemperaturoch tillämpningen avvärme.Som en fast substans absorberarenergii form av värme, dess temperatur stiger och dess dimensioner ökar.Men olika material reagerar olika på appliceringen av värme.

Värmekapacitet,termisk expansion, ochvärmeledningsförmågaär ofta kritiska i fasta ämnens praktiska användning.

Smältpunkt för duplext rostfritt stål

Smältpunkten för duplext rostfritt stål – SAF 2205 stål är cirka 1450°C.

I allmänhet är smältning en fasförändring av ett ämne från den fasta fasen till den flytande fasen.Desmältpunktav ett ämne är den temperatur vid vilken denna fasförändring sker.Smältpunkten definierar också ett tillstånd där fast och vätska kan existera i jämvikt.

Värmeledningsförmåga för duplext rostfritt stål

Värmeledningsförmågan hos duplexa rostfria stål – SAF 2205 är 19 W/(m.K).

Värmeöverföringsegenskaperna hos fast material mäts med en egenskap som kallasvärmeledningsförmåga, k (eller λ), mätt i W/mK Det mäter ett ämnes förmåga att överföra värme genom ett material genom attledning.Anteckna detFouriers laggäller för all materia, oavsett dess tillstånd (fast, flytande eller gas).Därför definieras den även för vätskor och gaser.

Devärmeledningsförmågaav de flesta vätskor och fasta ämnen varierar med temperaturen, och för ångor beror det också på trycket.I allmänhet:

De flesta material är nästan homogena, därför kan vi vanligtvis skriva k = k (T).Liknande definitioner förknippas med värmeledningsförmåga i y- och z-riktningarna (ky, kz), men för ett isotropiskt material är värmeledningsförmågan oberoende av överföringsriktningen, kx = ky = kz = k.