დუპლექსის ფოლადი: აღწერა, სპეციფიკაციები და მახასიათებლები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

დღეს დუპლექსის ფოლადი სულ უფრო პოპულარული ხდება. ამ ტიპის უჟანგავი შენადნობის წარმოებით მეტალურგიის სფეროში პრაქტიკულად ყველა კომპანიაა დაკავებული. თქვენ შეგიძლიათ წაიკითხოთ მეტი იმის შესახებ, თუ რა არის დუპლექსის ფოლადი და რა უპირატესობები აქვს მას ამ სტატიაში.

ზოგადი ინფორმაცია

დუპლექსის ფოლადი აღიარებულია მთელ მსოფლიოში. რა მახასიათებლები აქვს მას? პირველ რიგში, ამ მასალის მაღალი სიმტკიცე საშუალებას იძლევა შემცირდეს ნებისმიერი პროდუქტის საბოლოო წონა. მეორეც, იგი ცნობილია კოროზიისადმი უზარმაზარი გამძლეობით. ეს განსაკუთრებით შესამჩნევია, როდესაც განიხილება სტრესის კოროზიის გატეხვის წინააღმდეგობა.

აღსანიშნავია, რომ ამ დროისთვის ნედლეული ჯერ კიდევ არ არის ცნობილი მწარმოებლებისთვის და, შესაბამისად, ყოველ რამდენიმე წელიწადში იმართება კონფერენციები, რომლებზეც განიხილება ტექნიკური სტატიები დუპლექსის ფოლადის ყველა მახასიათებლის შესახებ. ჯერჯერობით, მიუხედავად ამ ტიპის პროდუქტის მიმართ საკმაოდ მაღალი ინტერესისა, მსოფლიო ბაზრის წილი მხოლოდ 1-3%–ია..

შემთხვევის ისტორია

აღსანიშნავია, რომ შექმნის იდეადუპლექსის ფოლადი დაიბადა 1920 წელს. მაგრამ პირველი მასალა მხოლოდ 1930 წელს გამოჩნდა შვედეთში. ამ ტიპის ნედლეულის ფართო გავრცელება და გამოყენება მხოლოდ ბოლო ათწლეულში დაიწყო. ამის მთავარი მიზეზი მდგომარეობს იმაში, რომ ამ წლების განმავლობაში წარმოების ტექნოლოგია მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა. კერძოდ, მწარმოებლებმა შეძლეს აზოტის შემცველობის უფრო ზუსტად კონტროლი.

სარგებელი რომ გაიგოთ და რატომ დაიბადა დუპლექსი უჟანგავი ფოლადი, თქვენ უნდა გესმოდეთ დანარჩენი ორი ძირითადი ტიპი.

Austenitic შენადნობები, რომლებიც არის AISI 304 ან 08X18H10, ისევე როგორც AISI 430 ან 12X17 ფერიტის კლასები, საკმაოდ მარტივი დასამზადებელია. როგორც მათი სახელი გულისხმობს, ისინი ძირითადად შედგება ავსტენიტის ან ფერიტისგან. მიუხედავად იმისა, რომ ფართოდ გამოიყენება, მათ აქვთ ტექნიკური ხარვეზები.

ტრადიციული ფოლადების ნაკლოვანებები

თუ ვსაუბრობთ ავსტენიტურ ფოლადებზე, მაშინ უარყოფითი მხარეები მოიცავს დაბალ სიმტკიცეს, ასევე დაბალ გამძლეობას სტრესული კოროზიის ბზარების მიმართ. რაც შეეხება ფერიტულ მასალას, მისი სიძლიერე ოდნავ მაღალია, მაგრამ მაინც „არ აღწევს“იდეალს. გარდა ამისა, ფოლადის შედუღება მნიშვნელოვნად უარესდება მასალის სისქის მატებასთან ერთად და საკმაოდ მყიფე ხდება დაბალ ტემპერატურაზე.

austenitic შენადნობის კიდევ ერთი მცირე ნაკლი არის შემადგენლობაში ნიკელის შემცველობა. ეს იწვევს პროდუქტის უფრო მაღალ ღირებულებას, რაც, რა თქმა უნდა, არც ერთი საბოლოო მომხმარებელი არ არის კმაყოფილი.

დუპლექსის უპირატესობები

დუპლექსის უჟანგავი ფოლადის შექმნის იდეა წარმოიშვა იმ სურვილით, რომ გავაიგივოთ ფერიტისა და აუსტენიტური ბაზის ახალი, უმაღლესი ხარისხის მასალის მისაღებად. დაახლოებით იგივე რაოდენობის ფერიტური და ავსტენიტური ფოლადი მოჰყვა შემდეგ სარგებელს:

• მაღალი სიმტკიცე. მოსავლიანობის სიძლიერის დიაპაზონი 0.2%-ზე იქნება 400-დან 450 მპა-მდე, რაც 150-დან 200 მპა-მდე მეტია, ვიდრე ჩანს ავსტენიტური ან ფერიტის შენადნობებით. ამან განაპირობა ის ფაქტი, რომ შესაძლებელია პროდუქტის სისქის შემცირება, ხოლო ძალა არ დაკარგოს. ხოლო სისქის შემცირებამ გამოიწვია საბოლოო მასის შემცირება. ეს ძალზე მნიშვნელოვანია სამშენებლო კონსტრუქციების, ტანკებისა და წნევის ჭურჭლის სფეროში.
• რა უპირატესობა აქვს დუპლექს ფოლადს სიმტკიცის გარდა? ლითონის შედუღება საკმაოდ კარგია დიდი სისქის შემთხვევაშიც კი.
• მაღალი ზემოქმედების ძალა. ბევრად უკეთესია, ვიდრე ფერიტის შენადნობები. ეს განსაკუთრებით ეხება, როდესაც ატმოსფერული ჰაერის ტემპერატურა ეცემა -50, ზოგჯერ -80 გრადუს ცელსიუსამდე.
• მაღალი წინააღმდეგობა სტრესული კოროზიის გატეხვის მიმართ. Austenitic მასალები ძალიან მიდრეკილია ამ დეფექტისკენ. ეს პარამეტრი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ისეთ ინდუსტრიებში, როგორიცაა ლუდის ავზები, კონცენტრატორები, აუზის ჩარჩოები.
• დუპლექსის ფოლადის ქვაბები ბევრად უფრო საიმედოა ვიდრე ავსტენიტის ქვაბები.

კრეკინგი

ამჟამად რეგულარულიფოლადი ექვემდებარება ისეთ დეფექტს, როგორიც არის კოროზიის გატეხვა ან SCC - Stress Corrosion Cracking. ამ ტიპის კოროზია ჩვეულებრივ ხდება გარკვეულ პირობებში. გამომწვევი აგენტი შეიძლება იყოს ძლიერი დაძაბულობა, ამაღლებული ტემპერატურა (50 გრადუსი ცელსიუსით ზემოთ). და თუ ვსაუბრობთ საცურაო აუზებზე, მაშინ წყლის მუდმივი ზემოქმედების გამო ასეთი ტიპის კოროზია შეიძლება მოხდეს 25 გრადუსზეც.

ოსტენიტური ფოლადის კლასები საკმაოდ განიცდის ამ დეფექტს. ამ მხრივ უფრო საიმედოა ფერიტის შენადნობი, ისევე როგორც დუპლექსის უჟანგავი ფოლადი a890 3a ASTM და სხვა კლასების მიხედვით. წინააღმდეგობის მაღალი კოეფიციენტი საშუალებას იძლევა გამოიყენოს ეს მასალა წყლის გამაცხელებლების, დუღილის ავზების, გამწმენდი ქარხნების წარმოებაში. ანუ იქ სადაც არის მომატებული ტემპერატურა და შეხება სითხეებთან.

ამ დეფექტის გამო სრულიად აკრძალულია აუზის ჩარჩოების დამზადება ჩვეულებრივი ავსტენიტური ფოლადებისგან. ადრე საჭირო იყო შენადნობის გამოყენება ნიკელის ძალიან მაღალი შემცველობით, რამაც გამოიწვია პროდუქტის ღირებულების ზრდა. დღეს შესაძლებელია დუპლექსის ან სუპერ დუპლექსის ფოლადის გამოყენება.

"სუპერ" და "ჰიპერ" დუპლექსი მასალა

აღსანიშნავია, რომ თუ დაამატებთ ნიკელს ფერიტულ ქრომის ფოლადს, შეგიძლიათ მიიღოთ შერეული ბაზის სტრუქტურა. ანუ ის შეიცავს როგორც ოსტენიტს, ასევე ფერიტს. როგორც უკვე გაირკვა, სწორედ ასეთ ნარევს დაერქვა დუპლექს მასალა. პრეფიქსები "სუპერ" ან "ჰიპერ" დუპლექსის ფოლადი მიუთითებს იმაზე, რომ ნედლეული შეიცავს გაზრდილიშენადნობი კომპონენტების რაოდენობა. ეს მიუთითებს კოროზიის მიმართ კიდევ უფრო მეტ წინააღმდეგობას, ვიდრე ჩვეულებრივი მასალები.

"სუპერ" და "ჰიპერ" დუპლექსის ფოლადი საკმაოდ აქტიურად გამოიყენება გაზის წარმოების აღჭურვილობაში. გარდა ამისა, ნედლეული გამოიყენება კვების, ქიმიურ, სამშენებლო და სამედიცინო მრეწველობაშიც კი.

შედუღების მასალა

ამ პროდუქტის კარგი შედუღების მიუხედავად, გარკვეული წესები უნდა დაიცვან. შედუღების დაწყებამდე ყურადღება მიაქციეთ შემდეგს:

• მასალის კარგი ხარისხის შეღწევის უზრუნველსაყოფად, სახსრის ფესვთან არსებული უფსკრული და კიდეების ჭრის კუთხე უნდა იყოს ოდნავ უფრო დიდი ვიდრე ჩვეულებრივი ფოლადისთვის;
• სახსარი, ისევე როგორც ლითონი ამ ადგილის გარშემო, რეკომენდებულია საფუძვლიანად გაიწმინდოს ნებისმიერი დაბინძურებისგან;
• შესაძლებელია მხოლოდ ლითონის მავთულისგან დამზადებული ფუნჯები კოროზიის წინააღმდეგობის მქონე;
• შედუღების ელექტროდი უნდა იყოს მშრალი.

დუპლექსის ფოლადის შედუღებისას დაიცავით ეს წესები:

• ძალიან მნიშვნელოვანია ისეთი პარამეტრის მონიტორინგი, როგორიცაა სითბოს შეყვანა. ის არ უნდა იყოს ძალიან დაბალი ან, პირიქით, ძალიან მაღალი. ჩვეულებრივი დუპლექსის ფოლადისთვის შედუღების დროს უნდა დაიცვან დიაპაზონი 0,5-2,5 კჯ/მმ. გარდა ამისა, ინტერპასის ტემპერატურა არ უნდა იყოს 200 გრადუს ცელსიუსზე მეტი.
• შედუღების უკანა მხარეს არ უნდა გამოჩნდეს წვეთი. აქ ძალიან მნიშვნელოვანია სწორი აირის არჩევა, რომელიც დაიცავს ნაკერის ფესვს.ყველაზე ხშირად გამოყენებული აირის ნარევი დამცავი მიზნებისთვის არის მაღალი სისუფთავის არგონი და წყალბადი ან აზოტი.
• შედუღება უნდა ჩატარდეს მხოლოდ მაღალკვალიფიციური პირის მიერ. ეს განპირობებულია იმით, რომ დამწვრობის ადგილებში ლითონი მნიშვნელოვნად გაზრდის კოროზიისადმი მიდრეკილებას, ასევე მაღალია გაბზარვის ალბათობა.
• შედუღების დროს არ გააკეთოთ ელექტროდის ფართო განივი ვიბრაცია. ამან შეიძლება გამოიწვიოს ზედმეტი სითბოს შეყვანა, რაც ეწინააღმდეგება წესებს.

მუშაობა შედუღების შემდეგ

არსებობს გარკვეული მითითებები, რომლებიც უნდა დაიცვათ შედუღების შემდეგ.

• შედუღების ლითონის მაღალი კოროზიისგან დაცვის უზრუნველსაყოფად, ის კარგად უნდა გაიწმინდოს. აუცილებელია ოქსიდის ფირის მთლიანად ამოღება და წიდის ყველა ნარჩენების მოცილება.
• დავარცხნის სამუშაოები კეთდება მხოლოდ ხელით და მხოლოდ კოროზიის წინააღმდეგობის თვისებების მქონე მავთულის ჯაგრისით. მექანიკური მოწყობილობების გამოყენების შემთხვევაში, ამან შეიძლება გამოიწვიოს ნაკერის მიდამოში მიკრო რღვევა, რაც შეამცირებს მის სიმტკიცეს.
• ყველაზე ხშირად, შედუღების შემდეგ ნაკერის თერმული დამუშავება არ არის საჭირო.

ნედლეულის ნაკლოვანებები

მიუხედავად მასალის გავრცელებისა და ერთი შეხედვით აშკარა და მნიშვნელოვანი უპირატესობებისა, მას მაინც არ მიუღია საყოველთაო აღიარება და, დიდი ალბათობით, ვერასოდეს დაიკავებს ლიდერობას ბაზარზე. ეს გამოწვეულია რამდენიმე უარყოფითი მხარეებით,რომელთა ცოდნაც ღირს. მათ გამო ასეთი შენადნობი ყოველთვის „ნიშა“იქნება.

მაშინვე ღირს მასალის მაღალი სიმტკიცით დაწყება. როგორც ჩანს, ეს მნიშვნელოვანი უპირატესობაა, მაგრამ ეს ხდება უზარმაზარ მინუსად, როდესაც საჭირო ხდება ლითონის დამუშავება მექანიკური საშუალებებით ან წნევით. მაღალი სიმტკიცის კიდევ ერთი მინუსი არის პლასტიკური დეფორმაციის შესაძლებლობის ძლიერი შემცირება. ამ მიზეზით, დუპლექსის ნედლეული რეალურად არ არის შესაფერისი ნებისმიერი პროდუქტის წარმოებისთვის, რომელსაც უნდა ჰქონდეს მაღალი ელასტიურობა.

მაშინაც კი, როცა პლასტიურობა, როგორც ჩანს, სამუშაოსთვის მისაღებ დონეზეა, მაინც დიდი ძალისხმევა მოგიწევთ. ამ მიზეზით, დუპლექსის ფოლადები და შენადნობები ნავთობისა და გაზის ფიტინგებისთვის ფართოდ არ გამოიყენება.

შემდეგი მინუსი არის დუპლექსის უჟანგავი ფოლადის დნობის დიდი ტექნოლოგიური სირთულე. Austenitic და Ferritic მასალა ბევრად უფრო ადვილია დნება. თუ წარმოების ტექნოლოგია ირღვევა, განსაკუთრებით თერმული დამუშავების პროცესში, მასალაში ავსტენიტისა და ფერიტის გარდა წარმოიქმნება სხვა ფაზები, რაც სრულიად არასასურველია. ყველაზე ხშირად, სიგმას ფაზა ან 475-გრადუსიანი სისუსტე ჩნდება.

არასასურველი ფაზები ნედლეულში

სიგმა ფაზა იქმნება ასეთ პროდუქტში 1000 გრადუს ცელსიუსზე და ზემოთ. როგორც წესი, ეს ტემპერატურა ხდება იმ შემთხვევაში, თუ გაგრილების პროცესი შედუღების შემდეგ ან წარმოების დროს არ არის საკმარისად სწრაფი. გარდა ამისა, უფრო მეტი შენადნობის ელემენტები იქნება შეტანილიშემადგენლობა, მით უფრო მაღალია ასეთი ფაზის გაჩენის ალბათობა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სუპერ დუპლექსის ან ჰიპერ დუპლექსის ფოლადის შექმნა ძალიან რთულია.

რაც შეეხება 475-გრადუსიან მტვრევადობას, ის ჩნდება ფაზის წარმოქმნის შემთხვევაში, რომელსაც ეწოდება ალფა-ინსულტი. როგორც სახელი გულისხმობს, ყველაზე საშიში ტემპერატურაა 475 გრადუსი ცელსიუსი, მაგრამ პრობლემა შეიძლება გამოჩნდეს ბევრად უფრო დაბალ მნიშვნელობებზეც, დაახლოებით 300 გრადუსზე. ამის გამო დაწესებულია მაქსიმალური ტემპერატურის შეზღუდვა ამ ტიპის ნედლეულის პროდუქტების გამოყენებაზე. ბუნებრივია, ამის გამო ფოლადის ფარგლები კიდევ უფრო ვიწროვდება.

ყველა ზემოთ ჩამოთვლილიდან გამომდინარე, შეგვიძლია ასეთი დასკვნის გაკეთება. დუპლექსის ფოლადის კლასები კარგი გამოსავალი და ჩანაცვლებაა სტანდარტული მასალებისთვის, მაგრამ ძალიან ვიწრო მასშტაბით.

შედეგები

დუპლექსის შენადნობი გაცილებით ნაკლებად ფართოდ გამოიყენება, ვიდრე სხვა ტიპის ლითონები. თუმცა, ის პოპულარულია გარკვეულ სფეროებში. ყველაზე ხშირად მას იყენებენ ნავთობქიმიურ სფეროში, საავტომობილო ინდუსტრიაში და საცურაო აუზების წარმოებაში. შესანიშნავი შედუღება, კოროზიის წინააღმდეგობა და მაღალი აცვიათ წინააღმდეგობა ამ მასალას ბევრისთვის ნამდვილ აღმოჩენად აქცევს.