เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์คืออะไร

ในปี พ.ศ. 2511 การประดิษฐ์การแยกคาร์บอนด้วยออกซิเจนด้วยอาร์กอน (AOD) ซึ่งเป็นกระบวนการกลั่นเหล็กกล้าไร้สนิม ทำให้เกิดเหล็กกล้าไร้สนิมชุดใหม่ที่เป็นไปได้หนึ่งในความคืบหน้าของกระบวนการ AOD คือการเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสม nความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อนของ HAZ นั้นใกล้เคียงกับโลหะพื้นฐาน และอัตราการก่อตัวของเฟสระหว่างโลหะที่เป็นอันตรายสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มองค์ประกอบ N ลงในเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์
เช่นเดียวกับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์เป็นเหล็กกล้าชนิดหนึ่งตามลำดับประสิทธิภาพการกัดกร่อน ซึ่งขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของโลหะผสมเหล็กกล้าไร้สนิม Duplex ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์สมัยใหม่สามารถแบ่งออกเป็นสี่ประเภท:

1. เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์เกรดต่ำ 2304 ไม่มีโม
2. สแตนเลสดูเพล็กซ์มาตรฐาน 2205 คิดเป็นมากกว่า 80% ของเหล็กดูเพล็กซ์ทั้งหมด
3. เหล็กกล้าไร้สนิม Cr ดูเพล็กซ์ 25% โดยทั่วไปของโลหะผสม 255 สามารถจัดประเภทเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมซุปเปอร์ดูเพล็กซ์
4. เหล็กกล้าไร้สนิมซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ที่มี Cr 25-26% มีโลหะผสม Mo และ N มากกว่า 255เกรดเหล็กทั่วไป 2507.

องค์ประกอบโลหะผสมในเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ส่วนใหญ่เป็น Cr, Mo, N และ Niหน้าที่ของพวกเขาในเหล็กดูเพล็กซ์มีดังนี้:

Cr
อย่างน้อย 10.5% Cr ในเหล็กสามารถสร้างฟิล์มทู่ที่เสถียรเพื่อป้องกันเหล็กจากการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของปริมาณ CrCr เป็นองค์ประกอบเฟอร์ไรต์ ซึ่งสามารถทำให้โครงสร้างเหล็กมีความเสถียรด้วยโครงตาข่าย BCC และปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของเหล็กที่อุณหภูมิสูง

Mo
ผลเสริมฤทธิ์กันของ Mo และ Cr สามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของคลอไรด์ของเหล็กกล้าไร้สนิมMo ทนทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกได้ดีกว่า Cr ในสภาพแวดล้อมคลอไรด์ถึงสามเท่า (ดูสูตร CPT)โมเป็นองค์ประกอบขึ้นรูปเฟอร์ไรต์ ซึ่งสามารถส่งเสริมการก่อตัวของเฟสระหว่างโลหะดังนั้นปริมาณ Mo ในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกจึงน้อยกว่า 7.5% และในเหล็กกล้าดูเพล็กซ์น้อยกว่า 4%

N
องค์ประกอบ N สามารถเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนไนท์และดูเพล็กซ์ และสามารถปรับปรุงความแข็งแรงของเหล็กกล้าได้อย่างมากเป็นองค์ประกอบที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายในขณะเดียวกันกับการปรับปรุงความแข็งแรงของเหล็ก ธาตุ N ยังสามารถเพิ่มความเหนียวของสเตนเลสออสเทนนิติกและสเตนเลสดูเพล็กซ์ ชะลอการก่อตัวของเฟสระหว่างโลหะ ทำให้สเตนเลสดูเพล็กซ์มีเวลาเพียงพอสำหรับการประมวลผลและการผลิต และยังชดเชยความเอียง ของเฟส σ ซึ่งก่อตัวได้ง่ายเนื่องจากมี Cr และ mo สูง
N เป็นองค์ประกอบออสเทนนิติกที่แข็งแกร่ง ซึ่งสามารถแทนที่ Ni ในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกได้บางส่วนโดยทั่วไป N และ Ni ซึ่งใกล้เคียงกับขีดจำกัดความสามารถในการละลาย จะถูกเติมลงในเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์เพื่อปรับเฟสสมดุลจำเป็นต้องมีความสมดุลระหว่างองค์ประกอบเฟอร์ไรต์ Cr และ Ni และองค์ประกอบขึ้นรูปออสเทนไนต์ Ni และ N เพื่อให้ได้โครงสร้างดูเพล็กซ์ที่ต้องการ

Ni
Ni เป็นองค์ประกอบที่ทำให้โครงสร้างออสเทนไนต์เสถียรการเพิ่มโลหะผสมที่มี Ni ถึง Fe สามารถส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงของเหล็กกล้าไร้สนิมจาก Bcc (เฟอร์ไรต์) เป็น FCC (ออสเทนไนท์)
Ni สามารถชะลอการก่อตัวของเฟสระหว่างโลหะได้ แต่ผลกระทบนั้นมีประสิทธิภาพน้อยกว่า n มาก
ต่อไปนี้เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2 ชนิดเพื่อช่วยให้เข้าใจประสิทธิภาพการทำงาน