Aktualności

Kołnierze ze stali duplex i kołnierze ze stali nierdzewnej (takie jak 304, 316 i inne austenityczne stale nierdzewne) różnią się głównie składem materiału, strukturą, właściwościami i zastosowaniami. Poniżej znajduje się szczegółowe porównanie:
I. Skład materiału i struktura organizacyjna
Charakterystyka Kołnierze ze stali duplex Kołnierze ze stali nierdzewnej (austenityczne, np.)
Główne składniki - struktura duplex ferrytyczno-austenityczna (około 50% każdego)
- Zawierają chrom (Cr: 22% ~ 25%), molibden (Mo: 3% ~ 5%), azot (N: 0,15% ~ 0,3%)
- Nikiel (Ni: 4%~8%, mniej niż austenityczna stal nierdzewna) - struktura mono-austenityczna
- Zawierają chrom (Cr: 18%~20%), nikiel (Ni: 8%~12%)
- Molibden (Mo: 0% ~ 3%, niektóre gatunki, takie jak 316L, zawierają molibden)
Struktura organizacyjna Struktura duplex (ferryt + austenit) współistnieją, zarówno zalety pojedynczej struktury austenitycznej, wytrzymałość, ale niższa wytrzymałość
II. Porównanie właściwości mechanicznych
Charakterystyka Kołnierze ze stali duplex Kołnierze ze stali nierdzewnej
Wytrzymałość i twardość - Granica plastyczności austenitycznej stali nierdzewnej jest około dwukrotnie większa od granicy plastyczności (np. granica plastyczności stali duplex 2205 wynosi ≥450MPa, a 316L tylko ≥205MPa). Twardsze i bardziej odporne na zużycie - Twardsze i bardziej odporne na zużycie - Granica plastyczności duplex 2205 ≥ 450 MPa w porównaniu do 316L ≥ 205 MPa)
- Wyższa twardość i lepsza odporność na zużycie - Niższa wytrzymałość, ale lepsza plastyczność i ciągliwość, łatwe w obróbce i kształtowaniu
Ciągliwość i kruchość - Ciągliwość lepsza niż w przypadku czystych stali nierdzewnych ferrytycznych, ale niższa niż w przypadku austenitycznych stali nierdzewnych
- Niższe ryzyko kruchości w niskich temperaturach (lepsze niż w przypadku stali nierdzewnych ferrytycznych) - Doskonała ciągliwość, niełatwo krucha w niskich temperaturach
Właściwości obróbcze - Obróbka na zimno jest trudniejsza (łatwiej ulega utwardzeniu), należy kontrolować proces obróbki
- Spawanie wymaga zwrócenia uwagi na doprowadzone ciepło, aby uniknąć degradacji struktury - Doskonała wydajność obróbki, dobra spawalność, odpowiednie do produkcji złożonych struktur
III. Różnica w odporności na korozję
Charakterystyka Kołnierze ze stali duplex Kołnierze ze stali nierdzewnej
Odporność na korozję wżerową i szczelinową - Zawierają wysoki chrom, molibden, azot, wysoki wskaźnik odporności na korozję wżerową (PREN) (np. duplex 2205 PREN ≈ 32, wyższy niż PREN ≈ 25 dla 316L)
- Odpowiednie do środowisk korozyjnych zawierających jony chlorkowe (Cl-) - Austenityczne stale nierdzewne (np. 316L) są bardziej odporne na korozję, ale są podatne na korozję wżerową i naprężeniową w środowiskach o wysokiej zawartości Cl-
Korozja naprężeniowa (SCC) - Stale duplex mają znacznie lepszą odporność na SCC niż austenityczne stale nierdzewne ze względu na redukcję koncentracji naprężeń (szczególnie w środowiskach Cl-) - Austenityczna stal nierdzewna jest podatna na SCC w warunkach wysokich naprężeń + środowisko Cl- (np. 304/316L w środowisku morskim wymaga ostrożności)
Korozja równomierna Odporność na korozję kwasową i alkaliczną jest porównywalna z austenityczną stalą nierdzewną, ale bardziej odpowiednia do środowiska utleniająco-redukującego Silna odporność na korozję równomierną, odpowiednia do środowisk neutralnych lub słabo korozyjnych
IV. Porównanie scenariuszy zastosowań
Scenariusz Kołnierze ze stali duplex Kołnierze ze stali nierdzewnej
Inżynieria chemiczna i morska - Odsalanie, przemysł chemiczny soli, wydobycie ropy naftowej (środowiska zawierające H₂S/Cl-)
- Środowisko o wysokiej korozji i wysokich naprężeniach (takie jak zbiorniki ciśnieniowe, połączenia rurociągów) - Żywność, medycyna, pojemniki chemiczne (środowisko o niskiej zawartości Cl-)
- Transport cieczy korozyjnych (np. woda, słabe kwasy)
Przemysł energetyczny - systemy wody obiegowej w elektrowniach jądrowych, turbiny wiatrowe na morzu - konwencjonalne rurociągi w elektrowniach cieplnych, wymienniki ciepła
Koszty i ekonomia - Koszty są wyższe niż w przypadku normalnych stali nierdzewnych (np. 316L), ale niższe niż w przypadku super austenitycznych stali nierdzewnych
- Lepsza długoterminowa odporność na korozję i niższy całkowity koszt - Niższy koszt (np. 304), odpowiednie do scenariuszy o niskiej korozji
V. Inne kluczowe różnice
Magnetyzm
Duplex: słabo magnetyczny ze względu na fazę ferrytyczną.
Austenityczne stale nierdzewne: zwykle niemagnetyczne (ślady magnetyzmu mogą wystąpić po obróbce).
Wymagania dotyczące obróbki cieplnej
Stale duplex: wymagana jest obróbka roztworem (szybkie chłodzenie w wysokich temperaturach), aby utrzymać równowagę struktury duplex i uniknąć wytrącania faz kruchości.
Austenityczna stal nierdzewna: obróbka cieplna w celu wyeliminowania naprężeń lub poprawy obrabialności, proces jest stosunkowo prosty.
Podsumowanie: jak wybrać?
Priorytetowy wybór kołnierza ze stali duplex: należy spełnić wysokie wymagania dotyczące wytrzymałości, wysokiej odporności na korozję (szczególnie anty-Cl- korozji), scenariusze anty-korozji naprężeniowej, takie jak inżynieria morska, chemiczny rurociąg wysokociśnieniowy.
Priorytetem są kołnierze ze stali nierdzewnej: wysokie wymagania dotyczące wydajności obróbki i ciągliwości lub słabo korozyjne środowiska (np. atmosfera, słodka woda), takie jak dekoracje architektoniczne i sprzęt spożywczy.