Pada tahun 1968, penciptaan argon oxygen decarburization (AOD), proses penapisan keluli tahan karat, menjadikan satu siri keluli tahan karat baru mungkin.Salah satu kemajuan yang dibawa oleh proses AOD ialah penambahan unsur aloi n.Keliatan dan rintangan kakisan HAZ adalah hampir dengan logam asas, dan kadar pembentukan fasa antara logam berbahaya boleh dikurangkan dengan menambahkan unsur N pada keluli tahan karat dupleks.
Seperti keluli tahan karat austenit, keluli tahan karat dupleks ialah sejenis keluli mengikut urutan prestasi kakisan, yang bergantung kepada komposisi aloinya.Keluli tahan karat dupleks telah berkembang secara berterusan.Keluli tahan karat dupleks moden boleh dibahagikan kepada empat jenis:
1. Keluli tahan karat dupleks gred rendah 2304 tanpa Mo;
2. Keluli tahan karat dupleks standard 2205, menyumbang lebih daripada 80% daripada jumlah keluli dupleks;
3. Keluli tahan karat dupleks 25% Cr, tipikal aloi 255, boleh dikelaskan sebagai keluli tahan karat super dupleks;
4. Keluli tahan karat super dupleks, mengandungi 25-26% Cr, mempunyai lebih banyak Mo dan N daripada aloi 255.Gred keluli biasa 2507.
Unsur-unsur aloi dalam keluli tahan karat dupleks adalah terutamanya Cr, Mo, N dan Ni.Fungsi mereka dalam keluli dupleks adalah seperti berikut:
Cr
Sekurang-kurangnya 10.5% Cr dalam keluli boleh membentuk filem pempasifan yang stabil untuk melindungi keluli daripada kakisan atmosfera.Rintangan kakisan keluli tahan karat meningkat dengan peningkatan kandungan Cr.Cr ialah unsur ferit, yang boleh menstabilkan struktur besi dengan kekisi BCC dan meningkatkan rintangan pengoksidaan keluli pada suhu tinggi.
Mo
Kesan sinergistik Mo dan Cr boleh meningkatkan rintangan kakisan klorida keluli tahan karat.Mo adalah tiga kali lebih tahan terhadap kakisan pitting dan celah daripada Cr dalam persekitaran klorida (lihat formula CPT).Mo ialah unsur pembentuk ferit, yang juga boleh menggalakkan pembentukan fasa antara logam.Oleh itu, kandungan Mo dalam keluli tahan karat austenit adalah kurang daripada 7.5% dan dalam keluli dupleks adalah kurang daripada 4%.
N
Unsur N boleh meningkatkan rintangan kepada kakisan pitting dan celah keluli tahan karat austenit dan dupleks, dan boleh meningkatkan kekuatan keluli dengan ketara.Ia adalah elemen yang paling berkesan untuk pengukuhan penyelesaian.Pada masa yang sama untuk meningkatkan kekuatan keluli, unsur N juga boleh meningkatkan keliatan keluli tahan karat austenit dan keluli tahan karat dupleks, melambatkan pembentukan fasa antara logam, menjadikan keluli tahan karat dupleks mempunyai masa yang cukup untuk pemprosesan dan pembuatan, dan juga mengimbangi kecenderungan fasa σ yang mudah dibentuk kerana Cr dan mo yang tinggi,
N ialah unsur austenit yang kuat, yang boleh menggantikan sebahagian Ni dalam keluli tahan karat austenit.Secara umum, N dan Ni, yang hampir dengan had keterlarutan, ditambah kepada keluli tahan karat dupleks untuk melaraskan keseimbangan fasa.Ia adalah perlu untuk mencapai keseimbangan antara unsur ferit Cr dan Ni dan unsur pembentuk austenit Ni dan N untuk mendapatkan struktur dupleks yang dikehendaki.
Ni
Ni ialah unsur yang menstabilkan struktur austenit.Penambahan aloi berasaskan Ni kepada Fe boleh menggalakkan transformasi keluli tahan karat daripada Bcc (ferrite) kepada FCC (austenit).
Ni boleh melambatkan pembentukan fasa antara logam, tetapi kesannya jauh kurang berkesan daripada n.
Berikut ialah dua jenis keluli tahan karat dupleks untuk membantu memahami prestasinya.
Masa siaran: Mei-10-2022