V metalurgiji je nerjavno jeklo jeklena zlitina z najmanj 10,5 % kroma z drugimi legirnimi elementi ali brez njih in največ 1,2 % masnega deleža ogljika.Nerjavna jekla, znana tudi kot inox jekla ali inox iz francoskega inoxydable (inoxidable), sojeklene zlitineki so zelo znani po svoji odpornosti proti koroziji, ki se povečuje z večjo vsebnostjo kroma.Odpornost proti koroziji je mogoče povečati tudi z dodatki niklja in molibdena.Odpornost teh kovinskih zlitin na kemične učinke korozivnih sredstev temelji na pasivaciji.Da pride do pasivizacije in ostane stabilna, mora imeti zlitina Fe-Cr minimalno vsebnost kroma približno 10,5 mas. %, nad katero lahko pride do pasivnosti, nižje pa je nemogoče.Krom se lahko uporablja kot utrjevalni element in se pogosto uporablja z utrjevalnim elementom, kot je nikelj, za doseganje vrhunskih mehanskih lastnosti.

Dvostransko nerjaveče jeklo

Kot pove njihovo ime, so nerjavna jekla Duplex kombinacija dveh glavnih vrst zlitin.Imajo mešano mikrostrukturo avstenita in ferita, pri čemer je cilj običajno izdelati mešanico 50/50, čeprav je pri komercialnih zlitinah lahko razmerje 40/60.Njihova odpornost proti koroziji je podobna njihovim avstenitnim primerkom, vendar so njihova odpornost proti koroziji (zlasti proti pokanju zaradi kloridne napetostne korozije), natezna trdnost in meja tečenja (približno dvakrat večja od meje tečenja avstenitnih nerjavnih jekel) na splošno boljše od avstenitnih. ocene.V dupleksnem nerjavnem jeklu je ogljik na zelo nizki ravni (C<0,03 %).Vsebnost kroma se giblje od 21,00 do 26,00 %, vsebnost niklja je od 3,50 do 8,00 %, te zlitine pa lahko vsebujejo molibden (do 4,50 %).Žilavost in duktilnost sta na splošno med tistima avstenitnega in feritnega razreda.Duplex razredi so običajno razdeljeni v tri podskupine glede na njihovo odpornost proti koroziji: lean duplex, standardni duplex in superduplex.Jekla Superduplex imajo večjo trdnost in odpornost proti vsem oblikam korozije v primerjavi s standardnimi avstenitnimi jekli.Običajne uporabe vključujejo uporabo v pomorstvu, petrokemične obrate, obrate za razsoljevanje, toplotne izmenjevalnike in industrijo za izdelavo papirja.Danes sta naftna in plinska industrija največji uporabnik in si je prizadevala za bolj korozijsko odporne razrede, kar je vodilo v razvoj superdupleksnih jekel.

Odpornost nerjavnega jekla na kemične učinke korozivnih sredstev temelji na pasivaciji.Da pride do pasivizacije in ostane stabilna, mora imeti zlitina Fe-Cr minimalno vsebnost kroma približno 10,5 mas. %, nad katero lahko pride do pasivnosti, nižje pa je nemogoče.Krom se lahko uporablja kot utrjevalni element in se pogosto uporablja z utrjevalnim elementom, kot je nikelj, za doseganje vrhunskih mehanskih lastnosti.

Dvostranska nerjavna jekla – SAF 2205 – 1.4462

Običajno dupleksno nerjavno jeklo je SAF 2205 (blagovna znamka v lasti Sandvika za dupleksno (feritno-avstenitno) nerjaveče jeklo 22Cr), ki običajno vsebuje 22 % kroma in 5 % niklja.Ima odlično odpornost proti koroziji in visoko trdnost, 2205 je najpogosteje uporabljeno dupleksno nerjavno jeklo.Uporaba SAF 2205 je v naslednjih panogah:

• Transport, skladiščenje in kemična predelava
• Oprema za obdelavo
• Visoko kloridno in morsko okolje
• Iskanje nafte in plina
• Papirni stroji

Lastnosti nerjavečega jekla Duplex

Lastnosti materiala so intenzivne lastnosti, kar pomeni, da so neodvisne od količine mase in se lahko v vsakem trenutku razlikujejo od mesta do mesta v sistemu.Znanost o materialih vključuje preučevanje strukture materialov in njihovo povezovanje z njihovimi lastnostmi (mehanskimi, električnimi itd.).Ko znanstvenik za materiale izve za to korelacijo med strukturo in lastnostjo, lahko nadaljuje s preučevanjem relativne učinkovitosti materiala v dani aplikaciji.Glavni dejavniki, ki določajo strukturo materiala in s tem njegove lastnosti, so njegovi sestavni kemični elementi in način, kako je bil predelan v končno obliko.

Mehanske lastnosti dupleksnega nerjavečega jekla

Materiali so pogosto izbrani za različne aplikacije, ker imajo želene kombinacije mehanskih lastnosti.Pri strukturnih aplikacijah so lastnosti materiala ključne in inženirji jih morajo upoštevati.

Trdnost Duplex nerjavečega jekla

V mehaniki materialov jetrdnost materialaje njegova sposobnost, da prenese uporabljeno obremenitev brez okvare ali plastične deformacije.Trdnost materialov obravnava razmerje med zunanjimi obremenitvami, ki delujejo na material, in posledično deformacijo ali spremembo dimenzij materiala.Trdnost materiala je njegova sposobnost, da prenese to uporabljeno obremenitev brez okvare ali plastične deformacije.

Končna natezna trdnost

Mejna natezna trdnost duplex nerjavnega jekla – SAF 2205 je 620 MPa.

Theskrajna natezna trdnostje maksimum na inženiringukrivulja napetost-deformacija.To ustreza največji napetosti, ki jo vzdrži struktura v napetosti.Končna natezna trdnost se pogosto skrajša na "natezna trdnost" ali "končna".Če se ta napetost uporablja in vzdržuje, bo prišlo do zloma.Pogosto je ta vrednost bistveno večja od meje tečenja (kar 50 do 60 odstotkov več od tečenja pri nekaterih vrstah kovin).Ko duktilni material doseže svojo končno trdnost, se pojavi vrat, kjer se površina prečnega prereza lokalno zmanjša.Krivulja napetost-deformacija ne vsebuje večje napetosti od končne trdnosti.Čeprav lahko deformacije še naraščajo, se napetost običajno zmanjša po doseganju končne trdnosti.Je intenzivna lastnina;zato njegova vrednost ni odvisna od velikosti preskušanca.Vendar pa je odvisno od drugih dejavnikov, kot so priprava vzorca, prisotnost ali odsotnost površinskih napak ter temperatura preskusnega okolja in materiala.Končne natezne trdnosti se gibljejo od 50 MPa za aluminij do 3000 MPa za zelo visoko trdno jeklo.

Moč tečenja

Meja tečenja duplex nerjavnega jekla – SAF 2205 je 440 MPa.

Themeja tečenjaje točka na akrivulja napetost-deformacijaki označuje mejo elastičnega obnašanja in začetek plastičnega obnašanja.Meja tečenja ali napetost tečenja je lastnost materiala, definirana kot napetost, pri kateri se začne material plastično deformirati.Nasprotno pa je meja tečenja točka, kjer se začne nelinearna (elastična + plastična) deformacija.Pred mejo tečenja se bo material elastično deformiral in vrnil v prvotno obliko, ko bo uporabljena napetost odpravljena.Ko je meja tečenja presežena, bo del deformacije trajen in nepovraten.Nekatera jekla in drugi materiali se obnašajo tako, da se imenujejo pojav meje tečenja.Meja tečenja se giblje od 35 MPa za aluminij z nizko trdnostjo do več kot 1400 MPa za jeklo z visoko trdnostjo.

Youngov modul elastičnosti

Youngov modul elastičnosti dupleksnega nerjavečega jekla – SAF 2205 je 200 GPa.

Youngov modul elastičnostije modul elastičnosti za natezno in tlačno napetost v linearnem elastičnem režimu enoosne deformacije in se običajno ocenjuje z nateznimi preskusi.Do mejnega stresa bo telo lahko povrnilo svoje dimenzije ob odstranitvi bremena.Uporabljene napetosti povzročijo, da se atomi v kristalu premaknejo iz ravnotežnega položaja in vseatomipremaknejo enako količino in ohranijo svojo relativno geometrijo.Ko se napetosti odstranijo, se vsi atomi vrnejo v prvotne položaje in ne pride do trajne deformacije.Po navedbahHookov zakon, je napetost sorazmerna deformaciji (v elastičnem območju), naklon pa je Youngov modul.Youngov modul je enak vzdolžni napetosti, deljeni z deformacijo.

Trdota Duplex nerjavečega jekla

Brinellova trdota duplex nerjavnih jekel – SAF 2205 je približno 217 MPa.

V znanosti o materialih,trdotaje sposobnost vzdržati površinske vdolbine (lokalizirana plastična deformacija) in praske.Trdota je verjetno najslabše opredeljena lastnost materiala, ker lahko kaže na odpornost proti praskam, odrgnjenju, vdolbinam ali celo odpornost na oblikovanje ali lokalno plastično deformacijo.Trdota je pomembna z inženirskega vidika, ker odpornost proti obrabi zaradi trenja ali erozije s paro, oljem in vodo na splošno narašča s trdoto.

Brinellov test trdoteje eden od testov trdote vdolbine, razvit za testiranje trdote.Pri Brinellovih testih je trd, sferičen indenter pod določeno obremenitvijo potisnjen v površino kovine, ki jo je treba testirati.Tipični preskus uporablja kaljeno jekleno kroglico s premerom 10 mm (0,39 in) kot vdolbino s silo 3000 kgf (29,42 kN; 6614 lbf).Obremenitev se vzdržuje konstantna določen čas (med 10 in 30 s).Za mehkejše materiale se uporablja manjša sila;pri trših materialih se jeklena krogla nadomesti s kroglico iz volframovega karbida.

Preizkus zagotavlja numerične rezultate za količinsko opredelitev trdote materiala, ki je izražena s številom trdote po Brinellu – HB.Število trdote po Brinellu je označeno z najpogosteje uporabljenimi preskusnimi standardi (ASTM E10-14[2] in ISO 6506–1:2005) kot HBW (H iz trdote, B iz Brinella in W iz materiala indenterja, volframa (volfram) karbid).V prejšnjih standardih sta se HB ali HBS uporabljala za označevanje meritev z jeklenimi vdolbinami.

Število trdote po Brinellu (HB) je obremenitev deljena s površino vdolbine.Premer odtisa se izmeri z mikroskopom z nadstropno skalo.Število trdote po Brinellu se izračuna iz enačbe:

V splošni uporabi so različne preskusne metode (npr. Brinell,Knoop,Vickers, inRockwell).Na voljo so tabele, ki povezujejo vrednosti trdote iz različnih preskusnih metod, kjer je korelacija uporabna.V vseh lestvicah visoko število trdote predstavlja trdo kovino.

Toplotne lastnosti dupleksnega nerjavečega jekla

Toplotne lastnosti materialov se nanašajo na odziv materialov na njihove spremembetemperaturoin uporabatoplota.Kot trdna snov absorbiraenergijav obliki toplote se njegova temperatura zviša in njegove dimenzije se povečajo.Toda različni materiali različno reagirajo na uporabo toplote.

Toplotna zmogljivost,toplotno raztezanje, intoplotna prevodnostso pogosto kritične pri praktični uporabi trdnih snovi.

Tališče Duplex nerjavečega jekla

Tališče duplex nerjavečega jekla – jekla SAF 2205 je okoli 1450°C.

Na splošno je taljenje fazna sprememba snovi iz trdne v tekočo fazo.Thetališčesnovi je temperatura, pri kateri pride do te fazne spremembe.Tališče določa tudi stanje, v katerem lahko trdna in tekočina obstajata v ravnovesju.

Toplotna prevodnost dupleksnega nerjavečega jekla

Toplotna prevodnost duplex nerjavnih jekel – SAF 2205 je 19 W/(m.K).

Značilnosti prenosa toplote trdnega materiala se merijo z lastnostjo, imenovanotoplotna prevodnost, k (ali λ), merjeno v W/mK Meri sposobnost snovi za prenos toplote skozi material zprevodnost.Upoštevajte toFourierjev zakonvelja za vse snovi, ne glede na njihovo stanje (trdno, tekoče ali plinasto).Zato je definiran tudi za tekočine in pline.

Thetoplotna prevodnostvečine tekočin in trdnih snovi se spreminja s temperaturo, pri hlapih pa tudi od tlaka.Na splošno:

Večina materialov je skoraj homogenih, zato lahko običajno zapišemo k = k (T).Podobne definicije so povezane s toplotno prevodnostjo v y- in z-smeri (ky, kz), vendar je za izotropen material toplotna prevodnost neodvisna od smeri prenosa, kx = ky = kz = k.