فولاد ضد زنگ دوبلکس ۲۲۰۵یک فولاد ضد زنگ دوپلکس فریتی-آستنیتی است. از طریق تعادل دقیق ترکیب شیمیایی و فرآیندهای عملیات حرارتی، استحکام فولاد ضد زنگ فریتی را با مزایای مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ آستنیتی ترکیب میکند. به دلیل عملکرد جامع عالی، در زمینههای مختلف صنعتی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است.
ترکیب شیمیایی و ریزساختار
ترکیب شیمیایی معمول (بر اساس کسر جرمی) فولاد ضد زنگ دوپلکس ۲۲۰۵ تقریباً به شرح زیر است:۲۲٪ کروم (Cr)، ۵.۵٪ نیکل (Ni)، ۳٪ مولیبدن (Mo) و ۰.۱۷٪ نیتروژن (N) و بقیه آهن (Fe)و مقدار کمی از عناصر رایج. هم افزایی این عناصر عملکرد برجسته آن را تضمین میکند.
- کروم و مولیبدن:آنها مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی حفرهای و شیاری ارائه میدهند.
- نیتروژن:این نه تنها مقاومت در برابر خوردگی، به ویژه مقاومت در برابر حفره دار شدن را به طور قابل توجهی افزایش میدهد، بلکه به طور موثری فاز آستنیت را تثبیت میکند، تشکیل آن را تسریع میکند و استحکام ماده را افزایش میدهد.
عبارت «دوبلکس» در نام آن مستقیماً از ریزساختار آن گرفته شده است.فریت (فاز α) و آستنیت (فاز γ)که هر کدام تقریباً 50٪ را تشکیل میدهند. این ساختار دو فازی دلیل اساسی بسیاری از خواص عالی آن است.
خواص مکانیکی و فیزیکی
برجستهترین ویژگی مکانیکی فولاد ضد زنگ دوپلکس ۲۲۰۵، استحکام بالای آن است.:
- استحکام کششی(σb) برابر با ≥ 620 مگاپاسکال است و برخی دادهها نشان میدهند که حتی میتواند به ≥795 مگاپاسکال نیز برسد.
- استحکام تسلیم(σ0.2) برابر با ≥ 450 مگاپاسکال است، و بالاترین مقدار گزارش شده ≥550 مگاپاسکال است
- کشیدگی(δ) ≥ ۲۵٪، برخی دادهها ≥۱۵٪ را نشان میدهند
- سختی≤ ۳۱۰ هبلکس
استحکام تسلیم آن تقریباً دو برابر فولادهای زنگ نزن آستنیتی رایج مانند 304L یا 316L است. این ویژگی باعث میشود ضخامت دیواره کاهش یابد و وزن سازه هنگام طراحی و ساخت تجهیزاتی که بار یکسانی را تحمل میکنند، کاهش یابد، در نتیجه مقرون به صرفهتر میشود.
از نظر خواص فیزیکی، چگالی آن تقریباً 7.98 گرم بر سانتیمتر مکعب است. در مقایسه با فولاد ضد زنگ آستنیتی، ضریب انبساط حرارتی پایینتر و رسانایی حرارتی بالاتری دارد که باعث میشود در شرایط چرخه حرارتی، تنش حرارتی کمتر و پایداری ابعادی بهتری داشته باشد.
عملکرد مقاومت در برابر خوردگی
مقاومت در برابر خوردگی ازفولاد ضد زنگ دوبلکس ۲۲۰۵به طور جامع نسبت به فولاد ضد زنگ آستنیتی 316L و 317L برتر است، که عمدتاً در موارد زیر منعکس میشود:
مقاومت برجسته در برابر ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی:ساختار دو فازی میتواند به طور موثری از انتشار ترک جلوگیری کند و باعث میشود در محیطهای حاوی کلرید عملکرد فوقالعادهای داشته باشد.
مقاومت برجسته در برابر خوردگی حفرهای و شیاری:محتوای بالای کروم، مولیبدن و نیتروژن، مقاومت به خوردگی حفرهای آن را نسبتاً بالا میبرد و آن را قادر میسازد تا در برابر محیطهای خشنتر مقاومت کند.
مقاومت عالی در برابر خوردگی یکنواخت:مقاومت خوبی در برابر خوردگی یکنواخت در محیطهای مختلف اسیدی و اکسیدکننده دارد.
نکات کلیدی فرآوری و تولید
عملیات حرارتی:عملیات محلولسازی صحیح بسیار مهم است، که معمولاً بین دمای 1020 تا 1100 درجه سانتیگراد انجام میشود و پس از آن خنکسازی سریع با آب انجام میشود. برای جلوگیری از رسوب فازهای شکننده، لازم است از ماندن در محدوده دمایی 425-980 درجه سانتیگراد (به ویژه 650-950 درجه سانتیگراد) برای مدت طولانی خودداری شود.
جوشکاری:۲۲۰۵ جوشپذیری خوبی دارد. توصیه میشود از سیم جوش ER2209 یا الکترود E2209 و مواد جوشکاری مناسب استفاده شود. هنگام جوشکاری، حرارت ورودی باید کنترل شود تا از زیاد شدن بیش از حد آن جلوگیری شود. معمولاً پیش گرم کردن و پس گرم کردن انجام نمیشود.
شکلدهی سرد:به دلیل استحکام بالای آن، نیروی پردازش بیشتری مورد نیاز است و مقدار برگشت فنری بیشتری باید در نظر گرفته شود.
شکلدهی گرم:دمای گرمایش توصیه میشود در محدوده ۱۷۵۰ تا ۲۲۵۰ درجه فارنهایت (تقریباً ۹۵۴ تا ۱۲۳۲ درجه سانتیگراد) باشد. پس از اتمام، عملیات انحلال فوری و خنکسازی سریع مورد نیاز است.
زمینههای اصلی کاربرد
صنعت نفت و گاز:تجهیزات سکوهای فراساحلی، خطوط لوله فرآیندی، خطوط لوله انتقال نفت و گاز.
صنایع فرآوری شیمیایی:مخازن تحت فشار، مخازن ذخیره، مبدلهای حرارتی، راکتورها.
محیط زیست دریایی و آبهای شور:خطوط لوله فشار قوی برای کارخانههای نمکزدایی آب دریا، قطعات دریایی و قطعات سازهای برای سکوهای فراساحلی.
انرژی و حفاظت از محیط زیست:سیستمهای گوگردزدایی گاز دودکش برای نیروگاهها، تصفیه آب صنعتی و سیستمهای تصفیه فاضلاب.
دیگران:تجهیزات پخت و پز برای صنعت کاغذ و خمیر کاغذ، تجهیزات دارویی برای صنایع غذایی و غیره
نتیجهگیری
فولاد ضد زنگ دوبلکس ۲۲۰۵ با استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی برجسته، به ویژه مزیت آن در مقاومت در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش، به یک انتخاب ایدهآل برای بسیاری از شرایط کاری سخت تبدیل شده است. اگرچه در پردازش و تولید الزامات خاصی دارد، اما عملکرد جامع برجسته آن باعث شده است که در زمینههای صنعتی مهم مانند پتروشیمی، دریایی و انرژی جایگاه غیرقابل جایگزینی داشته باشد.
زمان ارسال: ۲۵ نوامبر ۲۰۲۵
