Aço Inoxidável Duplex
Os aços inoxidáveis duplex possuem uma combinação de duas fases, ferrita e austenita em medidas aproximadamente iguais. Isso permite que eles se beneficiem das vantagens dos aços inoxidáveis austeníticos e ferríticos, levando a maior resistência, melhor soldabilidade, maior tenacidade e resistência a diversos tipos de corrosão. Comercialmente, eles também são mais baratos que os aços inoxidáveis austeníticos devido ao seu menor teor de níquel.
Força aprimorada
Muitas classes duplex são até duas vezes mais resistentes que as classes de aço inoxidável austenítico e ferrítico.
Alta tenacidade e ductilidade
O aço inoxidável duplex costuma ser mais moldável sob pressão do que os graus ferríticos e oferece maior tenacidade. Embora muitas vezes ofereçam valores mais baixos do que os aços austeníticos, a estrutura e as características únicas do aço duplex muitas vezes superam quaisquer preocupações.
Alta resistência à corrosão
Dependendo do tipo em questão, os aços inoxidáveis duplex oferecem resistência à corrosão comparável (ou melhor) aos tipos austeníticos comuns. Para ligas com maior teor de nitrogênio, molibdênio e cromo, os aços apresentam alta resistência à corrosão em frestas e à corrosão por pites de cloreto.
Eficácia de custos
O aço inoxidável duplex oferece todos os benefícios acima, ao mesmo tempo que requer níveis mais baixos de molibdênio e níquel. Isso significa que é uma opção de custo mais baixo do que muitos tipos de aço inoxidável austeníticos tradicionais. O preço das ligas duplex é muitas vezes menos volátil do que outros tipos de aço, tornando mais fácil estimar os custos -- tanto no nível inicial quanto no vitalício. .A maior resistência e resistência à corrosão também significa que muitas peças feitas com aço inoxidável duplex podem ser mais finas do que suas contrapartes austeníticas, proporcionando custos mais baixos.
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O conceito de ligas inoxidáveis duplex foi discutido já na década de 1920. No entanto, a produção das primeiras ligas duplex só começou na década de 1930.
Essas primeiras ligas duplex eram principalmente limitadas à produção de fundição e usos específicos, pois continham uma quantidade relativamente alta de carbono.
No entanto, no final da década de 1960, a descarbonetação permitiu às fundições de metal criar aços de baixo carbono com alto teor de cromo e níquel, ao mesmo tempo que equilibrava ainda mais a estrutura de ferrita e austenita.
Isto levou a uma nova geração de ligas duplex com melhor desempenho e menos desvantagens.
Esses aços inoxidáveis duplex compartilham muitas semelhanças com as ligas modernas em produção atualmente -- em particular, Duplex 2205 (UNS S21803/32205).
Desenvolvida em meados dos anos -1970, essa liga ainda é popular hoje, proporcionando resistência à corrosão superior aos tipos comuns de aço inoxidável austenítico, como 304 (UNS S30400), 316 (UNS S31600) e 317 (UNS S31700).
Embora os padrões mais recentes utilizem diferentes gamas de cromo, molibdênio e níquel, as indústrias podem agradecer às classes originais, pioneiras na década de 1970, pela variedade de aços inoxidáveis duplex em uso atualmente.
Princípio dos Aços Inoxidáveis Duplex
A ideia dos aços inoxidáveis duplex remonta à década de 1920, com a primeira fundição sendo feita em Avesta, na Suécia, em 1930. No entanto, foi apenas nos últimos 30 anos que os aços duplex começaram a “decolar” de forma significativa. Isto se deve principalmente aos avanços nas técnicas de produção de aço, particularmente no que diz respeito ao controle do teor de nitrogênio.
Os aços austeníticos padrão como 304, (1.4301) e aços ferríticos como 430 são relativamente fáceis de fabricar e fabricar. Como o próprio nome indica, eles consistem principalmente em uma fase, austenita ou ferrita. Embora esses tipos sejam adequados para uma ampla gama de aplicações, existem algumas deficiências técnicas importantes em ambos os tipos:
Austenítico –Baixa resistência, (200 MPa 0,2% PS em condição recozida em solução), baixa resistência à fissuração por corrosão sob tensão.
Ferrítico –Baixa resistência (um pouco superior ao austenítico, 250 MPa 0,2% PS), baixa soldabilidade em seções espessas, baixa tenacidade a baixas temperaturas.
Além disso, o elevado teor de níquel dos tipos austeníticos leva à volatilidade dos preços, o que não é bem-vindo para muitos utilizadores finais.
A idéia básica do duplex é produzir uma composição química que leve a uma mistura aproximadamente igual de ferrita e austenita. Este equilíbrio de fases fornece o seguinte:
Maior resistência –A faixa de 0,2% PS para as atuais qualidades duplex é de 400 a 550 MPa. Isto pode levar a espessuras de seção reduzidas e, portanto, a peso reduzido.
Esta vantagem é particularmente significativa para aplicações como:
●Vasos de pressão e tanques de armazenamento
●Aplicações estruturais, por exemplo, pontes
Boa soldabilidade em seções espessas –Não tão simples quanto os austeníticos, mas muito melhor que os ferríticos.
Boa resistência -Muito melhor do que os ferríticos, especialmente em baixas temperaturas, normalmente abaixo de 50 graus negativos. C, estendendo-se até menos 80 graus. C.
Resistência à fissuração por corrosão sob tensão –Os aços austeníticos padrão são particularmente propensos a este tipo de corrosão. Os tipos de aplicações onde esta vantagem é importante incluem:
●Tanques de água quente
●Tanques de fermentação
●Planta de processo
●Estruturas de piscinas
Aqui estão algumas composições típicas de aços inoxidáveis duplex
| Nota | PT Não/UNS | Tipo | Aproximadamente. Composição | ||
| Cr | Ni | Mo | |||
| 2101LDX | 1.4162/ | Magro | 21.5 | 1.5 | 0.3 |
| S32101 | |||||
| DX2202 | 1.4062/ S32202 | Magro | 23 | 2.5 | 0.3 |
| RDN 903 | 1.4482/ | Magro | 20 | 1.8 | 0.2 |
| S32001 | |||||
| 2304 | 1.4362/ | Magro | 23 | 4.8 | 0.3 |
| S32304 | |||||
| 2205 | 1.4462/ | Padrão | 22 | 5.7 | 3.1 |
| S31803/ | |||||
| S32205 | |||||
| 2507 | 1.4410/ | Súper | 25 | 7 | 4 |
| S32750 | |||||
| Zeron 100 | 1.4501/ | Súper | 25 | 7 | 3.2 |
| S32760 | |||||
| Ferrinox | 1.4507/ | Súper | 25 | 6.5 | 3.5 |
| 255/ | S32520/ | ||||
| Urano 2507Cu | S32550 | ||||
Aplicações duplex em aço inoxidável
Devido às limitações dos aços inoxidáveis duplex, como baixa conformabilidade e usinabilidade, além de seu processo metalúrgico de produção altamente complicado em comparação aos aços inoxidáveis ferríticos, austeníticos e martensíticos, os aços duplex são usados principalmente para aplicações de nicho.
As aplicações de aços inoxidáveis duplex levam em consideração suas limitações e vantagens, mas as principais aplicações exigem resistência à corrosão, como resistência à corrosão por pites e frestas, resistência à corrosão sob tensão, corrosão por fadiga, corrosão por abrasão ou resistência a ambientes corrosivos que são ácidos ou cáusticos. Algumas das aplicações industriais comuns são descritas abaixo.
Produção de papel
Os aços inoxidáveis duplex são preferidos aos aços inoxidáveis austeníticos e ferríticos para a fabricação de recipientes que contêm água sanitária e outros líquidos corrosivos no processamento de papel.
Dessalinização
A dessalinização da água do mar, um processo que apresenta cloro altamente corrosivo em um ambiente de alta temperatura, é um teste robusto para um material resistente à corrosão. Os aços inoxidáveis duplex tornaram-se o material preferido para a fabricação de evaporadores. Eles também podem ser feitos com seções transversais mais finas devido à maior resistência e resistência à corrosão dos aços inoxidáveis duplex.
Óleo e gás
O desenvolvimento de aços inoxidáveis duplex com números PRE acima de 40 tornou possível a fabricação de componentes como bombas, tubulações e manifolds que exigem alta resistência à corrosão por pites e frestas, cruciais na indústria de petróleo e gás.
Construção
Os aços inoxidáveis duplex são usados na construção de membros portantes que também exigem resistência à corrosão. As aplicações típicas incluem a construção de pontes sobre a água do mar ou estruturas próximas ao mar.
Armazenamento de alimentos e bebidas
Os aços Lean Duplex mostram-se promissores no armazenamento comercial de alimentos e bebidas durante o processamento devido ao seu custo relativamente baixo, ao mesmo tempo que mantêm excelente resistência à corrosão e resistência.
Tendências futuras do aço inoxidável duplex
Novas classes de aços inoxidáveis duplex ainda estão sendo desenvolvidas até o momento. O principal impulsionador deste esforço é aumentar ainda mais a resistência à corrosão por pites e isto é conseguido principalmente através do aumento dos principais elementos de liga, como cromo, molibdênio e nitrogênio. As vantagens destes elementos de liga aumentados também apresentam desvantagens, principalmente a desestabilização da fase ferrita, levando a precipitados indesejados. O desafio é encontrar um equilíbrio entre as propriedades desejáveis, lideradas principalmente pelo aumento da resistência à corrosão por pites, limitando ao mesmo tempo a produção de fases intermetálicas indesejáveis, como o Cr2N, por meio de tratamento térmico muito preciso. Foi desenvolvida uma classe de aço duplex, SAF 2707 HD, um 27Cr-7Ni-5Mo-0.4N com número PRE de quase 50, o que é promissor para o futuro dos aços duplex em geral .
Qual é a diferença entre aço inoxidável e aço inoxidável duplex
Os aços inoxidáveis abrangem diversas classes de ligas com base na sua microestrutura cristalina. Uma dessas classificações é a variedade duplex. As quatro classes principais de aço inoxidável incluem austenítico, ferrítico, martensítico e também duplex. Enquanto os aços inoxidáveis austeníticos possuem uma microestrutura FCC, as classes ferríticas possuem uma estrutura BCC, os martensíticos possuem uma microestrutura cristalina de forma tetragonal centrada no corpo. Por outro lado, a microestrutura de uma liga de aço inoxidável duplex inclui austenita e ferrita na proporção de 50%, o que confere a esses aços suas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão únicas.
Corrosão galvânica entre aço inoxidável e aço inoxidável duplex
corrosão bimetálica, ou também conhecida como corrosão galvânica, é um processo eletroquímico que ocorre quando dois metais diferentes são submersos em uma solução condutora e os metais são eletricamente conectados. Nesse processo, enquanto um metal fica protegido, o outro fica corroído. É possível prevenir a corrosão galvânica praticando diversas regras. Devem ser selecionados materiais com potenciais de corrosão semelhantes, a ligação elétrica deve ser interrompida, por meio de isolamento, e por último, a aplicação de um revestimento em ambos os materiais. A aplicação de um revestimento adequado evita a remoção de metais do cátodo ou do ânodo, melhorando assim a sua resistência à corrosão e protegendo eficazmente ambos os metais.
Decapagem e Passivação de Aço Duplex e Inox
A passivação é um fenômeno que ocorre em aços inoxidáveis que contêm maiores teores de cromo em sua liga. Os aços duplex possuem cromo variando entre 19% a cerca de 32% em suas ligas. Como os aços inoxidáveis duplex contêm altos níveis de cromo em sua liga, é possível que a superfície desses componentes forme uma camada de óxido passivada sobre a superfície do aço. No entanto, algumas ligas de aço inoxidável possuem conteúdo insuficiente de cromo para formar esta camada de óxido de passivação auto-reparável, levando o material a ser corroído pela oxidação. A oxidação é um problema comum associado ao aço inoxidável com baixo teor de cromo. É possível melhorar as propriedades de resistência à corrosão destas ligas de aço inoxidável submetendo-as a um tratamento de passivação.
A decapagem é a eliminação de incrustações causadas pela exposição do material a temperaturas elevadas. As incrustações que também foram causadas por uma camada metálica de cromo adjacente poderiam ser eliminadas por decapagem por meio de tratamentos químicos do corpo externo das ligas de aço inoxidável. O uso de processos mecânicos muitas vezes prejudica ou danifica a superfície do metal. Para evitar tais defeitos prejudiciais, é mais fácil eliminar o excesso de metais através do uso de lavagens químicas, pois eliminam efetivamente a camada extra da superfície do aço inoxidável. Este processo utiliza soluções ácidas, incluindo ácidos nítrico (HNO3) e fluorídrico (HF).
Qual aço inoxidável duplex é o mais popular
Pelas razões acima mencionadas, o aço inoxidável duplex continua a ser um segmento relativamente pequeno do mercado geral de aço inoxidável. As ligas são normalmente classificadas em quatro tipos. O primeiro deles é conhecido como lean duplex.
Os aços inoxidáveis lean duplex têm pouco ou nenhum molibdênio e menos níquel. O tipo 2304 é um bom exemplo de classe comumente usada em tanques de armazenamento e aplicações semelhantes.
Os níveis de níquel e molibdênio no duplex regular são normalmente 3-6% e 2-3%, respectivamente. O 2205, o aço inoxidável duplex mais utilizado, se enquadra nesta categoria e é amplamente utilizado na indústria farmacêutica.
Os aços inoxidáveis super duplex se distinguem pelo alto teor de molibdênio (3,5-4%) e cromo (25%). Isto os torna particularmente fortes e resistentes à corrosão, e seu desempenho superior justifica o investimento nas indústrias de petróleo, gás e química.
Finalmente, os aços inoxidáveis hiper duplex contêm ainda mais molibdênio e cromo, 4,8% e 27%, respectivamente. O grau S32707 é um bom exemplo, que pode ser encontrado nas indústrias de energia e petróleo, especialmente em aplicações em alto mar.
Nossa fábrica
Jiangsu XuRui Metal Group Co., LTD está localizado na província de Jiangsu, cidade de Wuxi, o grande mercado de aço inoxidável do sul da China, também é uma das empresas poderosas no aço de liga de níquel, área de aço inoxidável com grande escala e longa história. Temos 2.000 metros quadrados de centro de armazenamento e processamento que abrange equipamentos utilizados em corte, corte horizontal, corte a laser, plasma e retificadora e máquina de gravação. Vendemos principalmente chapas de aço de liga de níquel, barras, bobinas, fios, tubos, tiras e assim por diante, que são aplicados na decoração, indústria médica, indústria alimentícia, indústria da construção, etc., e obtivemos bons comentários e estabelecemos confiança mútua com nossos clientes. De acordo com sua necessidade, podemos processar filme escovado, espelho 6k, 8k, polimento, titânio amarelo, titânio preto, ouro rosa, sem impressão digital e todos os tipos de requisitos de superfície.
Nosso certificado
Perguntas frequentes
P: O que é aço inoxidável duplex?
P: Quais são as vantagens de usar aço inoxidável duplex?
P: Qual é a composição química do aço inoxidável duplex?
P: Quais indústrias usam aço inoxidável duplex?
P: Como o aço inoxidável duplex resiste à corrosão?
P: Qual é a diferença entre o aço inoxidável duplex e o aço inoxidável tradicional?
P: Por que o aço inoxidável duplex é usado na indústria de petróleo e gás?
P: Quais são os tipos mais comuns de aço inoxidável duplex?
P: Como a soldagem do aço inoxidável duplex difere de outros tipos de aço inoxidável?
P: O aço inoxidável duplex pode ser usado na indústria alimentícia?
P: O aço inoxidável duplex requer tratamento especial durante a fabricação?
P: Qual é a diferença entre aço inoxidável duplex e super duplex?
P: Quais são os benefícios do uso de aço inoxidável duplex em aplicações marítimas?
P: O aço inoxidável duplex é mais caro do que o aço inoxidável tradicional?
P: Como a fabricação do aço inoxidável duplex afeta suas propriedades?
P: Como o aço inoxidável duplex é afetado pelo ácido sulfúrico?
P: Qual é a temperatura máxima que o aço inoxidável duplex pode suportar?
P: Como o aço inoxidável duplex difere do aço carbono?
P: Quais são as aplicações comuns do aço inoxidável duplex SAF 2205?
P: O aço inoxidável duplex enferruja?