เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ชนิดเฟอร์ริติก-ออสเทนิติก ด้วยการปรับสมดุลองค์ประกอบทางเคมีและกระบวนการอบชุบความร้อนอย่างแม่นยำ ทำให้ได้คุณสมบัติเด่นด้านความแข็งแรงของเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติก ผสานกับคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก เนื่องจากมีประสิทธิภาพโดยรวมที่ยอดเยี่ยม จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรม
องค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างจุลภาค
องค์ประกอบทางเคมีโดยทั่วไป (โดยสัดส่วนมวล) ของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205 มีประมาณดังนี้:ประกอบด้วยโครเมียม (Cr) 22%, นิกเกล (Ni) 5.5%, โมลิบเดนัม (Mo) 3% และไนโตรเจน (N) 0.17% ส่วนที่เหลือเป็นเหล็ก (Fe)และมีส่วนประกอบทั่วไปเพียงเล็กน้อย การทำงานร่วมกันของส่วนประกอบเหล่านี้ทำให้ได้ประสิทธิภาพที่โดดเด่น
- โครเมียมและโมลิบเดนัม:วัสดุเหล่านี้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนแบบเป็นรูพรุนและการกัดกร่อนตามรอยแตกได้ดีเยี่ยม
- ไนโตรเจน:นอกจากจะช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมแล้ว ยังช่วยรักษาเสถียรภาพของเฟสออสเทนไนต์ ส่งเสริมการก่อตัว และเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกด้วย
คำว่า "duplex" ในชื่อนั้น มาจากโครงสร้างจุลภาคของมันโดยตรงเฟอร์ไรต์ (เฟส α) และออสเทนไนต์ (เฟส γ)โดยแต่ละส่วนมีสัดส่วนประมาณ 50% โครงสร้างแบบสองเฟสนี้เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้มันมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายประการ
คุณสมบัติทางกลและทางกายภาพ
คุณสมบัติเชิงกลที่โดดเด่นที่สุดของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205 คือความแข็งแรงสูง:
- เดอะความแข็งแรงดึง(σb) มีค่า ≥ 620 MPa และข้อมูลบางส่วนแสดงให้เห็นว่าอาจสูงถึง ≥795 MPa
- เดอะความแข็งแรงของผลผลิต(σ0.2) คือ ≥ 450 MPa โดยค่าสูงสุดที่รายงานคือ ≥550 MPa
- การยืดตัว(δ) ≥ 25% ข้อมูลบางส่วนแสดง ≥ 15%
- ความแข็ง≤ 310 HB
ความแข็งแรงคราคของเหล็กกล้าชนิดนี้สูงกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกทั่วไป เช่น 304L หรือ 316L ประมาณสองเท่า คุณลักษณะนี้ช่วยให้สามารถลดความหนาของผนังและลดน้ำหนักโครงสร้างลงได้เมื่อออกแบบและผลิตอุปกรณ์ที่รับน้ำหนักเท่ากัน ทำให้ประหยัดต้นทุนมากขึ้น
ในแง่ของคุณสมบัติทางกายภาพ ความหนาแน่นของมันอยู่ที่ประมาณ 7.98 กรัม/ซม³ เมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก มันมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำกว่าและมีค่าการนำความร้อนสูงกว่า ซึ่งทำให้มีแรงเค้นทางความร้อนน้อยกว่าและมีความเสถียรทางมิติที่ดีกว่าภายใต้สภาวะการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
ประสิทธิภาพการต้านทานการกัดกร่อน
ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205มีคุณสมบัติเหนือกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก 316L และ 317L อย่างครอบคลุม โดยเห็นได้ชัดจากคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
ทนทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นได้อย่างยอดเยี่ยม:โครงสร้างแบบสองเฟสสามารถป้องกันการลุกลามของรอยแตกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มีประสิทธิภาพการทำงานที่ยอดเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์
ทนทานต่อการกัดกร่อนแบบเป็นรูพรุนและรอยแตกได้อย่างดีเยี่ยม:ปริมาณโครเมียม โมลิบเดนัม และไนโตรเจนที่สูง ทำให้ค่าความต้านทานการกัดกร่อนแบบเป็นหลุม (pitting resistance equivalent value) ค่อนข้างสูง ส่งผลให้สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้มากขึ้น
ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมและสม่ำเสมอ:มีความทนทานต่อการกัดกร่อนอย่างสม่ำเสมอในสภาวะที่เป็นกรดและออกซิไดซ์ต่างๆ ได้ดี
จุดสำคัญของการแปรรูปและการผลิต
การอบด้วยความร้อน:การอบชุบด้วยความร้อนที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญ โดยทั่วไปจะดำเนินการที่อุณหภูมิระหว่าง 1020 ถึง 1100 องศาเซลเซียส ตามด้วยการทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วด้วยน้ำ จำเป็นต้องหลีกเลี่ยงการคงอุณหภูมิไว้ในช่วง 425-980 องศาเซลเซียส (โดยเฉพาะ 650-950 องศาเซลเซียส) เป็นเวลานาน เพื่อป้องกันการตกตะกอนของเฟสที่เปราะบาง
การเชื่อมโลหะ:เหล็กกล้าไร้สนิม 2205 มีคุณสมบัติในการเชื่อมที่ดี แนะนำให้ใช้ลวดเชื่อม ER2209 หรืออิเล็กโทรด E2209 และวัสดุเชื่อมที่เหมาะสม ขณะเชื่อม ควรควบคุมอุณหภูมิที่ให้ไม่ให้สูงเกินไป โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องอุ่นก่อนหรือหลังการเชื่อม
การขึ้นรูปเย็น:เนื่องจากมีความแข็งแรงสูง จึงต้องใช้แรงในการแปรรูปมากขึ้น และต้องคำนึงถึงปริมาณการคืนตัวที่มากขึ้นด้วย
การขึ้นรูปด้วยความร้อน:แนะนำให้ใช้ความร้อนในช่วง 1750°F ถึง 2250°F (ประมาณ 954°C - 1232°C) หลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการแล้ว จำเป็นต้องทำการบำบัดสารละลายทันทีและทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว
สาขาการประยุกต์ใช้หลัก
อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ:อุปกรณ์แท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง ท่อส่งกระบวนการผลิต ท่อส่งน้ำมันและก๊าซ
อุตสาหกรรมกระบวนการทางเคมี:ภาชนะรับแรงดัน ถังเก็บ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องปฏิกรณ์
สภาพแวดล้อมทางทะเลและน้ำทะเล:ท่อแรงดันสูงสำหรับโรงงานผลิตน้ำจืดจากน้ำทะเล ชิ้นส่วนสำหรับเรือเดินทะเล และชิ้นส่วนโครงสร้างสำหรับแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง
พลังงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อม:ระบบกำจัดกำมะถันในก๊าซไอเสียสำหรับโรงไฟฟ้า ระบบบำบัดน้ำเสียในโรงงานอุตสาหกรรม และระบบบำบัดน้ำเสียจากสิ่งปฏิกูล
คนอื่น:อุปกรณ์ทำอาหารสำหรับอุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ อุปกรณ์เภสัชกรรมสำหรับอุตสาหกรรมอาหาร เป็นต้น
บทสรุป
เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205 ด้วยความแข็งแรงสูงและความทนทานต่อการกัดกร่อนที่โดดเด่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อได้เปรียบในการต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนภายใต้ความเค้น ทำให้วัสดุนี้กลายเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับสภาพการทำงานที่รุนแรงหลายประเภท แม้ว่าจะมีข้อกำหนดพิเศษบางประการในการแปรรูปและการผลิต แต่ประสิทธิภาพโดยรวมที่โดดเด่นทำให้วัสดุนี้ครองตำแหน่งที่ขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมที่สำคัญ เช่น ปิโตรเคมี การเดินเรือ และพลังงาน
วันที่เผยแพร่: 25 พฤศจิกายน 2025
