STAL DUPLEX – CHARAKTERYSTYKA

Stal duplex (austenityczno-ferrytyczna) posiada zrównoważoną strukturę dwufazową, mniej więcej o jednakowym udziale austenitu oraz ferrytu. Stal posiada wysoką zawartość chromu – od 19 do 32% oraz molibdenu – do 5%. 

Historia stworzenia stali duplex można podzielić na kilka kluczowych etapów:

• Początkowe badania: Początkowe prace nad stworzeniem stali duplex rozpoczęły się w latach 30. XX wieku, gdy badacze zaczęli eksperymentować z różnymi proporcjami faz austenitycznej i ferrytycznej w celu uzyskania połączenia korzystnych właściwości obu faz. Celem było połączenie wytrzymałości mechanicznej stali ferrytycznej z odpornością na korozję stali austenitycznej.
• Wprowadzenie stopów dwufazowych: W latach 60. XX wieku rozpoczęto produkcję komercyjną stopów dwufazowych. Początkowo stosowano stop 329 (F51), który był jednym z pierwszych stopów o składzie bliskim dzisiejszej stali duplex. Stop ten charakteryzował się równowagą między fazami austenityczną i ferrytyczną, co pozwalało na uzyskanie lepszych właściwości mechanicznych i odporności na korozję w porównaniu do innych rodzajów stali.
• Ewolucja stopów: W kolejnych latach następował dalszy rozwój stopów duplex. Poprawiano skład chemiczny, optymalizowano procesy obróbki cieplnej i poprawiano właściwości mechaniczne oraz odporność na korozję. Powstały nowe stopy, takie jak typ 2205, który stał się jednym z najpopularniejszych rodzajów stali stosowanych w różnych branżach.

Własności wytrzymałościowe stali duplex oraz jej odporność na działanie kwasów lub chlorków jest wyższa niż stali austenitycznych. Charakteryzuje się także dobrą odpornością na korozję wżerową, szczelinową oraz naprężeniową. Dodatkowo cechuje się podwyższoną plastycznością, udarnością i twardością.

WŁAŚCIWOŚCI STALI DUPLEX

Stal duplex posiada wysokie parametry mechaniczne. Wykazuje się przede wszystkim dużą odpornością na korozję ogólną, międzykrystaliczną, korozję naprężeniową oraz korozję wżerową. Zachowuje bardzo dobrą odporność na korozyjne pękanie, wycieranie i erozję. Stal duplex jest magnetyczna, charakteryzuje się dobrą spawalnością i obrabialnością mechaniczną, a także niską rozszerzalnością cieplną. Nie utwardza się w wyniku obróbki cieplnej.

UDZIAŁ W RYNKU

Gatunki stali typu duplex mają około 2% udziału w światowej produkcji stali nierdzewnych, lecz ich użycie ma stałą tendencję wzrostową.

KIEDY STOSOWAĆ STAL DUPLEX?

Stal duplex stosuje się, gdy wymagane jest połączenie wysokiej wytrzymałości mechanicznej i odporności na korozję. Najczęściej znajduje zastosowanie w instalacjach odsalania wody, przemyśle wydobywczym i przemyśle papierniczym. Istnieją również liczne konstrukcje mostów w całości wykonane ze stali typu duplex.

STAL DUPLEX – ZASTOSOWANIE

Stal duplex znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach – w przemyśle chemicznym, konstrukcyjnym, medycznym. Używana jest między innymi w produkcji urządzeń ciśnieniowych, w przemyśle spożywczym do budowy zbiorników magazynowych, w przetwórstwie celulozy. Wykorzystuje się ją w tworzeniu dużych konstrukcji budowlanych (mosty, zapory) i innych elementów architektonicznych, wymagających trwałości w ciężkiej korozyjnie atmosferze. Używana jest też do budowy platform wydobywczych ropy i gazu.

Jest gatunkiem stali wysokostopowych. W porównaniu ze stalą duplex, wykazuje podwyższoną odporność na korozję wżerową, szczelinową, naprężeniową w kontakcie z chlorkami i kwasami. Znajduje zastosowanie w agresywnym środowisku.

Podobnie do stali duplex ma budowę dwufazową, jest połączeniem struktur ferrytu i austenitu. Charakteryzuje się większą wytrzymałością niż stale austenityczne i ferrytyczne. Jest alternatywą dla wymienionych gatunków ze względu na niższy koszt wytwarzania materiału, bez obniżania jakości i właściwości mechanicznych. Przykładem stali super duplex jest gatunek 1.4410 o zawartości 25% chromu, 4% molibdenu i 7% niklu.

Stal super duplex znajduje zastosowanie w przemyśle wydobywczym, energetycznym, chemicznym. Stosuje się ją do budowy platform wydobywczych, rurociągów, w konstrukcjach wykorzystywanych w środowisku morskim, do produkcji wymienników ciepła i innych elementów narażonych na trudne warunki.