In de metallurgie is roestvrij staal een staallegering met minimaal 10,5% chroom, met of zonder andere legeringselementen en maximaal 1,2 massa% koolstof.Roestvast staal, ook wel inoxstaal of inox uit het Frans inoxideerbaar (inoxideerbaar) genoemd, is dat welstaal legeringendie zeer bekend staan ​​om hun corrosieweerstand, die toeneemt naarmate het chroomgehalte toeneemt.De corrosiebestendigheid kan ook worden verbeterd door toevoegingen van nikkel en molybdeen.De weerstand van deze metaallegeringen tegen de chemische effecten van corrosieve middelen is gebaseerd op passivering.Om passivatie te laten plaatsvinden en stabiel te blijven, moet de Fe-Cr-legering een minimaal chroomgehalte van ongeveer 10,5 gew.% hebben, waarboven passiviteit kan optreden en daaronder onmogelijk is.Chroom kan worden gebruikt als verhardingselement en wordt vaak gebruikt in combinatie met een verhardingselement zoals nikkel om superieure mechanische eigenschappen te verkrijgen.

Duplex roestvrij staal

Zoals hun naam aangeeft, zijn Duplex roestvast staal een combinatie van twee hoofdlegeringen.Ze hebben een gemengde microstructuur van austeniet en ferriet, waarbij het doel meestal is om een ​​50/50-mengsel te produceren, hoewel bij commerciële legeringen de verhouding 40/60 kan zijn.Hun corrosieweerstand is vergelijkbaar met die van hun austenitische tegenhangers, maar hun weerstand tegen spanningscorrosie (vooral tegen scheurvorming door spanningscorrosie door chloride), treksterkte en vloeigrens (ongeveer tweemaal de vloeigrens van austenitische roestvaste staalsoorten) zijn over het algemeen superieur aan die van austenitische roestvaste staalsoorten. cijfers.In duplex roestvast staal wordt de koolstof op een zeer laag niveau gehouden (C<0,03%).Het chroomgehalte varieert van 21,00 tot 26,00%, het nikkelgehalte varieert van 3,50 tot 8,00%, en deze legeringen kunnen molybdeen bevatten (tot 4,50%).Taaiheid en ductiliteit vallen over het algemeen tussen die van de austenitische en ferritische kwaliteiten.Duplexkwaliteiten worden gewoonlijk onderverdeeld in drie subgroepen op basis van hun corrosieweerstand: lean duplex, standaard duplex en superduplex.Superduplex staalsoorten hebben een verbeterde sterkte en weerstand tegen alle vormen van corrosie vergeleken met standaard austenitische staalsoorten.Veel voorkomende toepassingen zijn maritieme toepassingen, petrochemische fabrieken, ontziltingsinstallaties, warmtewisselaars en de papierindustrie.Tegenwoordig is de olie- en gasindustrie de grootste gebruiker en heeft zij aangedrongen op meer corrosiebestendige staalsoorten, wat heeft geleid tot de ontwikkeling van superduplexstaalsoorten.

De weerstand van roestvrij staal tegen de chemische effecten van corrosieve middelen is gebaseerd op passivering.Om passivatie te laten plaatsvinden en stabiel te blijven, moet de Fe-Cr-legering een minimaal chroomgehalte van ongeveer 10,5 gew.% hebben, waarboven passiviteit kan optreden en daaronder onmogelijk is.Chroom kan worden gebruikt als verhardingselement en wordt vaak gebruikt in combinatie met een verhardingselement zoals nikkel om superieure mechanische eigenschappen te verkrijgen.

Duplex roestvrij staal – SAF 2205 – 1.4462

Een veelgebruikt duplex roestvast staal is SAF 2205 (een handelsmerk van Sandvik voor een 22Cr duplex (ferritisch-austenitisch) roestvast staal), dat doorgaans 22% chroom en 5% nikkel bevat.Het heeft een uitstekende corrosieweerstand en hoge sterkte. 2205 is het meest gebruikte duplexroestvrij staal.Toepassingen van SAF 2205 zijn in de volgende industrieën:

• Transport, opslag en chemische verwerking
• Verwerkingsapparatuur
• Hoge chloride- en mariene omgevingen
• Exploratie van olie en gas
• Papiermachines

Eigenschappen van duplex roestvrij staal

Materiaaleigenschappen zijn intensieve eigenschappen, wat betekent dat ze onafhankelijk zijn van de hoeveelheid massa en op elk moment binnen het systeem van plaats tot plaats kunnen variëren.Materiaalkunde omvat het bestuderen van de structuur van materialen en het relateren ervan aan hun eigenschappen (mechanisch, elektrisch, enz.).Zodra materiaalwetenschappers op de hoogte zijn van deze correlatie tussen structuur en eigenschappen, kunnen ze vervolgens de relatieve prestaties van een materiaal in een bepaalde toepassing gaan bestuderen.De belangrijkste bepalende factoren voor de structuur van een materiaal en dus voor de eigenschappen ervan zijn de chemische elementen waaruit het materiaal bestaat en de manier waarop het tot zijn uiteindelijke vorm is verwerkt.

Mechanische eigenschappen van duplex roestvrij staal

Materialen worden vaak gekozen voor verschillende toepassingen omdat ze gewenste combinaties van mechanische eigenschappen hebben.Voor structurele toepassingen zijn materiaaleigenschappen cruciaal en ingenieurs moeten daar rekening mee houden.

Sterkte van duplexroestvrij staal

In de mechanica van materialen wordt desterkte van een materiaalis het vermogen om een ​​uitgeoefende belasting te weerstaan ​​zonder falen of plastische vervorming.Bij de sterkte van materialen wordt rekening gehouden met de relatie tussen de externe belastingen die op een materiaal worden uitgeoefend en de resulterende vervorming of verandering in materiaalafmetingen.De sterkte van een materiaal is het vermogen om deze uitgeoefende belasting te weerstaan ​​zonder bezwijken of plastische vervorming.

Ultieme treksterkte

De ultieme treksterkte van duplex roestvast staal – SAF 2205 is 620 MPa.

Deultieme treksterkteis het maximum op de techniekspanning-rek curve.Dit komt overeen met de maximale spanning die wordt opgelopen door een constructie onder spanning.Ultieme treksterkte wordt vaak afgekort tot ‘treksterkte’ of ‘de ultieme’.Als deze spanning wordt uitgeoefend en gehandhaafd, zal er een breuk ontstaan.Vaak is deze waarde aanzienlijk hoger dan de vloeigrens (maar liefst 50 tot 60 procent meer dan de opbrengst voor sommige soorten metalen).Wanneer een ductiel materiaal zijn ultieme sterkte bereikt, ervaart het een insnoering waarbij het dwarsdoorsnedeoppervlak plaatselijk kleiner wordt.De spanning-rekcurve bevat geen hogere spanning dan de ultieme sterkte.Ook al kunnen de vervormingen blijven toenemen, de spanning neemt meestal af na het bereiken van de ultieme sterkte.Het is een intensief bezit;daarom hangt de waarde ervan niet af van de grootte van het testmonster.Het hangt echter van andere factoren af, zoals de voorbereiding van het monster, de aanwezigheid of anderszins van oppervlaktedefecten en de temperatuur van de testomgeving en het materiaal.De ultieme treksterkte varieert van 50 MPa voor aluminium tot wel 3000 MPa voor zeer sterk staal.

Opbrengststerkte

De vloeigrens van duplex roestvast staal – SAF 2205 is 440 MPa.

Deopbrengst puntis het punt op aspanning-rek curvedat geeft de grens aan van elastisch gedrag en het beginnende plastische gedrag.Vloeigrens of vloeispanning is de materiaaleigenschap die wordt gedefinieerd als de spanning waarbij een materiaal plastisch begint te vervormen.Het vloeipunt daarentegen is het punt waar niet-lineaire (elastische + plastische) vervorming begint.Vóór het vloeipunt zal het materiaal elastisch vervormen en terugkeren naar zijn oorspronkelijke vorm wanneer de uitgeoefende spanning wordt verwijderd.Zodra het vloeigrenspunt is overschreden, zal een deel van de vervorming permanent en niet-omkeerbaar zijn.Sommige staalsoorten en andere materialen vertonen een gedrag dat een vloeigrensfenomeen wordt genoemd.De vloeigrens varieert van 35 MPa voor aluminium met lage sterkte tot meer dan 1400 MPa voor staal met hoge sterkte.

Young's elasticiteitsmodulus

Young's elasticiteitsmodulus van duplex roestvrij staal – SAF 2205 is 200 GPa.

Young's elasticiteitsmodulusis de elastische modulus voor trek- en drukspanning in het lineaire elasticiteitsregime van een uniaxiale vervorming en wordt gewoonlijk beoordeeld door trekproeven.Zolang de spanning beperkt blijft, zal een lichaam bij het wegnemen van de last zijn afmetingen kunnen herstellen.De uitgeoefende spanningen zorgen ervoor dat de atomen in een kristal uit hun evenwichtspositie bewegen, en zoatomenworden in dezelfde mate verplaatst en behouden hun relatieve geometrie.Wanneer de spanningen worden verwijderd, keren alle atomen terug naar hun oorspronkelijke posities en treedt er geen blijvende vervorming op.VolgensHooke's wet, de spanning is evenredig met de rek (in het elastische gebied), en de helling is de Young-modulus.De Young-modulus is gelijk aan de longitudinale spanning gedeeld door de rek.

De hardheid van duplex roestvrij staal

Brinell-hardheid van duplex roestvast staal – SAF 2205 is ongeveer 217 MPa.

In de materiaalkunde ishardheidis het vermogen om oppervlakte-indeuking (gelokaliseerde plastische vervorming) en krassen te weerstaan.Hardheid is waarschijnlijk de slechtst gedefinieerde materiaaleigenschap, omdat deze kan duiden op weerstand tegen krassen, schuren, indeuken of zelfs weerstand tegen vormgeven of plaatselijke plastische vervorming.Hardheid is vanuit technisch oogpunt belangrijk omdat de weerstand tegen slijtage door wrijving of erosie door stoom, olie en water in het algemeen toeneemt met de hardheid.

Brinell-hardheidstestis een van de inkepingshardheidstests die zijn ontwikkeld voor hardheidstests.Bij Brinell-tests wordt een harde, bolvormige indringer onder een specifieke belasting in het oppervlak van het te testen metaal gedrukt.De typische test maakt gebruik van een gehard stalen kogel met een diameter van 10 mm (0,39 inch) als indenter met een kracht van 3.000 kgf (29,42 kN; 6.614 lbf).De belasting wordt gedurende een bepaalde tijd (tussen 10 en 30 s) constant gehouden.Voor zachtere materialen wordt een kleinere kracht gebruikt;voor hardere materialen wordt de stalen kogel vervangen door een kogel van wolfraamcarbide.

De test levert numerieke resultaten op om de hardheid van een materiaal te kwantificeren, wat wordt uitgedrukt door het Brinell-hardheidsgetal – HB.Het Brinell-hardheidsgetal wordt door de meest gebruikte testnormen (ASTM E10-14 [2] en ISO 6506–1:2005) aangeduid als HBW (H uit hardheid, B uit Brinell en W uit het materiaal van het indenter, wolfraam (wolfram-carbide).In vroegere normen werd HB of HBS gebruikt om te verwijzen naar metingen uitgevoerd met stalen indenters.

Het Brinell-hardheidsgetal (HB) is de belasting gedeeld door het oppervlak van de inkeping.De diameter van de afdruk wordt gemeten met een microscoop met een schaal over elkaar heen.Het Brinell-hardheidsgetal wordt berekend uit de vergelijking:

Er zijn verschillende testmethoden die algemeen worden gebruikt (bijv. Brinell,Knoop,Vickers, EnRockwell).Er zijn tabellen beschikbaar die de hardheidsgetallen van de verschillende testmethoden correleren waarbij correlatie van toepassing is.Op alle schalen vertegenwoordigt een hoog hardheidsgetal een hard metaal.

Thermische eigenschappen van duplex roestvrij staal

Thermische eigenschappen van materialen verwijzen naar de reactie van materialen op veranderingen in hun eigenschappentemperatuuren de toepassing vanwarmte.Zoals een vaste stof absorbeertenergiein de vorm van warmte stijgt de temperatuur en nemen de afmetingen toe.Maar verschillende materialen reageren anders op de toepassing van warmte.

Warmte capaciteit,thermische expansie, Enwarmtegeleidingzijn vaak van cruciaal belang voor het praktische gebruik van vaste stoffen.

Smeltpunt van duplex roestvrij staal

Het smeltpunt van duplex roestvast staal – SAF 2205 staal ligt rond de 1450°C.

Over het algemeen is smelten een faseverandering van een stof van de vaste naar de vloeibare fase.Desmeltpuntvan een stof is de temperatuur waarbij deze faseverandering optreedt.Het smeltpunt definieert ook een toestand waarin de vaste stof en de vloeistof in evenwicht kunnen bestaan.

Thermische geleidbaarheid van duplex roestvrij staal

De thermische geleidbaarheid van duplex roestvast staal – SAF 2205 is 19 W/(m. K).

De warmteoverdrachtseigenschappen van vast materiaal worden gemeten met een eigenschap die dewarmtegeleiding, k (of λ), gemeten in W/mK. Het meet het vermogen van een stof om warmte door een materiaal te transporteren doorgeleiding.Let daar opDe wet van Fouriergeldt voor alle materie, ongeacht de staat ervan (vast, vloeibaar of gas).Daarom is het ook gedefinieerd voor vloeistoffen en gassen.

Dewarmtegeleidingvan de meeste vloeistoffen en vaste stoffen varieert met de temperatuur, en voor dampen hangt dit ook af van de druk.In het algemeen:

De meeste materialen zijn vrijwel homogeen, daarom kunnen we meestal k = k (T) schrijven.Soortgelijke definities worden geassocieerd met thermische geleidbaarheid in de y- en z-richting (ky, kz), maar voor een isotroop materiaal is de thermische geleidbaarheid onafhankelijk van de overdrachtsrichting, kx = ky = kz = k.