Een gids voor duplex roestvrij staal

De ontwikkeling en toepassing van duplex roestvast staal hebben de eerste, tweede en derde generatie van het ontwikkelingsproces van duplex roestvast staal meegemaakt. 7 voor zure olie- en gasputten met de vereisten van oliebronpijp en lijnpijp, heeft Zweden de tweede generatie ontwikkeld SAF2205 duplex roestvrij staal. Het is in een neutrale chloride-oplossing en H2S-spanningscorrosiebestendige prestaties zijn beter dan 304 l en 306 l austenitisch roestvrij staal. Bovendien, vanwege de stikstof, is de weerstand tegen gatencorrosie ook erg goed, maar heeft het ook een goede sterkte en taaiheid, kan het koud, warm werken en een goede lasbaarheid zijn, daarom is het een van de meeste toepassingen van al het duplex roestvrijstalen materiaal.

SAF2507 na SAF2205, Zweden en ontwikkelde de derde generatie van het super duplex roestvrij staal, gebruikt in ruwe media die chloride bevatten. De staalsoort PREN (pitting equivalent) = 43, ferriet en austeniet fase 50% van elk staal Gao Ming, hoge alumina en hoge stikstofbalans in het samenstellingsontwerp, het staal heeft een hoge weerstand tegen spanningscorrosie, putcorrosie en spleetcorrosiebestendigheid. De staalsoort van de onderzeese pijpleiding werd gebruikt in de Noordzee.

Duplex austeniet en ferrietroestvrij staal tot op zekere hoogte met de kenmerken van austenitisch roestvast staal en ferritisch roestvast staal, duplex roestvast staal in de ideale organisatie is ferriet en austeniet van 50% elk met een goede controle van de chemische samenstelling en het warmtebehandelingsproces, kan zijn de goede taaiheid en lasbaarheid van austenitisch roestvrij staal en ferritisch roestvrij staal van hoge sterkte en weerstand tegen chloride-spanningscorrosieprestaties samen.

Duplex roestvrij staal ferritisch/austenitisch Het grootste deel van het probleem is de sleutel tot de corrosieweerstand. Als Cr, Mo in een hoge vaste oplosbaarheid van ferriet, en de neiging tot M en N Yu Zaiao vaste oplossing in het austeniet, dus ten opzichte van het beste aandeel ferritisch/austenitisch, zal duplex roestvast staal in de austenietfase toenemen de legeringselementen verminderen zoals Cr, Mo, Ni, de totale inhoud van de vaste oplossing en de corrosieweerstand van roestvrij staal verminderen; Bovendien is het Cr-, Mo-gehalte van ferriet gemakkelijk te precipiteren σ- en χ-fase, verminderde materiaaltaaiheid, toename van de gevoeligheid voor spanningscorrosie.

Het verhogen van het aandeel ferriet is gelijk aan het verminderde gehalte aan Cr, Mo in ferriet, kan ook de corrosieweerstand verminderen; Austenietfasereductie kan enerzijds de slagtaaiheid van duplex roestvast staal verminderen, anderzijds zal het nitride neerslaan. Als gevolg hiervan is de organisatie van het duplexroestvrij staal niet alleen gerelateerd aan de samenstelling, maar ook gerelateerd aan thermische en verwerkingstechnologie, controle is niet goed om de mechanische eigenschappen en corrosiebestendige prestaties van het materiaal tot op zekere hoogte ook te beïnvloeden het gebruik van duplex roestvast staal.

Duplex RVS spanningscorrosie van de belangrijkste invloedsfactor voor de Cl ionenconcentratie, temperatuur, H2S partiële druk, pH-waarde en spanningsniveau. Het mechanisme is het passiveringsmembraan en beïnvloedt uiteindelijk het gedrag van de scheur. Vanuit de hoek van het materiaal omvatten de invloedsfactoren austenitisch/ferriet- en componentniveau en het aandeel koude vervorming. Ferrietausteniet in vergelijking met hoge dwarsscheurgevoeligheid, brosheid van sigmafase zal de broosheid van duplex roestvrij staal aanzienlijk verhogen; De gevoeligheid voor grote korrelscheuren is hoger dan de schets.

H2S zal de absorptie van waterstofatomen in tweefasig staal aanzienlijk verhogen, aan de andere kant zal het oplossen van ferriet in de actieve zone en de activering/passivering van austeniet toenemen. Zodra het ferriet op het oppervlak van de passiveringsfilm is vernietigd, zal het moeilijk te repareren zijn, wat uiteindelijk zal leiden tot lokale corrosie en barsten. Er is natuurlijk Cl - katalyse, als er geen Cl - in de oplossing is, zal dit geen lokale corrosie of scheuren veroorzaken.

NACE-norm MR0175 / IS015156-3 in de Verenigde Staten het gebruik van duplex roestvrij staal strengere milieubeperkingen: H2S partiële druk ≤ 20 kpa, temperatuur, pH-waarde in elke combinatie. De huidige regelgeving is controversieel. Veel experimenten bewijzen dat: tot een bepaalde temperatuur, zoutgehalte en Cl-concentratiebereik, duplex roestvast staal in een 0.1 MPa H2S-omgeving geen rage is. Rapporten bevestigen dat duplex roestvrij staal kan worden gebruikt voor de lMPa H2S-omgeving.

Duplex roestvast staal in de thermoplast is slechter, de reden is dat het heet werkt wanneer het vervormingsgedrag van austeniet- en ferrietfasen verschillend is. Als gevolg van twee verschillende fasen van het verwekingsproces, veroorzaakt warmbewerking in twee fasen een niet-uniforme verdeling van spanning en rek, wat leidt tot kiemvorming en voortplanting van grensvlakscheuren. Daarom wordt het traditionele hete extrusieproces vaak gebruikt om duplex roestvrij staal warm te werken.

Staalbedrijf Kawasaki gebruikt Mannesmann-piercing en produceert met succes KLC - 22 cr duplex roestvrij staal (SAF2205). Vermindering van het S-gehalte in het staal, verbeter de vervormingscapaciteit van staal; Door Ca toe te voegen, zal werken met oplosbaar S dat in het staal is gefixeerd, om de vervormingscapaciteit van staal verder te verbeteren. Tegelijkertijd is volgens het duplexroestvrij staal in de tandemwalserij en de automatische pijpmolen de rolgroefrolopening in de buiswanddikte gemakkelijk dun te trekken, zelfs met perforatieproblemen, om het juiste walsschema te formuleren.

Duplex roestvrij staal is een belangrijk technisch materiaal geworden dat veel wordt gebruikt in petrochemische, offshore- en kustfaciliteiten, olieveldapparatuur, papierproductie, scheepsbouw en milieubescherming. 2507 super duplex roestvrij staal is ontwikkeld op basis van de tweede generatie duplex roestvrij staal 2205. Momenteel zijn er SAF2507, UR52N+, Zeron100, S32750, 00Cr25Ni7Mo4N en andere kwaliteiten. De 2507-structuur is samengesteld uit austeniet en ferriet, en beide austeniet. De dubbele kenmerken van roestvrij staal en ferritisch roestvrij staal hebben een lagere thermische uitzettingscoëfficiënt en een hogere thermische geleidbaarheid dan austenitisch roestvrij staal.

De putcorrosiecoëfficiënt (PREN) is groter dan 40 en heeft een hoge weerstand tegen putcorrosie en gaten. Corrosie, chloridespanningscorrosie, weerstand tegen scheuren, hoge sterkte, hoge vermoeiingssterkte, lage temperatuur en hoge taaiheid tegelijkertijd, is een veelgebruikt duplex roestvrij staal. In de afgelopen jaren, met de voortdurende uitbreiding van de toepassingsgebieden van duplex roestvast staal, is de vraag naar lastechnologie toegenomen, wat de ontwikkeling van lastechnologie heeft versneld. Daarom heeft het samenvatten en bespreken van de onderzoeksresultaten over de lasbaarheid van 2507 super duplex roestvast staal in binnen- en buitenland belangrijke technische praktische betekenis voor de toepassing van 2507 super duplex roestvast staal.

Het zeer lage C-gehalte in de chemische samenstelling van 2507 duplex roestvrij staal kan de lasbaarheid van het staal verbeteren en de precipitatieneiging van carbiden aan de korrelgrens tijdens warmtebehandeling verminderen, de interkristallijne corrosieweerstand verhogen, hoog chroom, hoog molybdeen en hoger stikstofgehalte, het kan de corrosieweerstand verbeteren, zodat het een goede weerstand heeft tegen uniforme corrosie zoals mierenzuur, azijnzuur, nitride, enz., weerstand tegen putcorrosie en weerstand tegen spanningscorrosie.

Stikstof wordt toegevoegd als legeringselement aan roestvrij staal, wat de stabiliteit van austeniet kan verbeteren, de faseverhouding van tweefasenstaal in evenwicht kan brengen, de sterkte van staal kan verhogen zonder de plasticiteit en taaiheid van het staal aan te tasten, en Ni in roestvrij staal gedeeltelijk kan vervangen en de kosten kan verlagen. N in duplex roestvrij staal heeft als effect dat het de dispersie en neerslag van intermetallische verbindingen vertraagt ​​en austeniet stabiliseert.

De structuur van 2507 super duplex roestvast staal bestaat uit ferriet en austeniet. De austeniet is verdeeld over de ferrietmatrix in stroken. Bij hogere vergrotingen is de interface tussen austeniet en ferriet niet glad en lijkt gekarteld. Dit toont aan dat tijdens het afkoelingsproces na het walsen austeniet wordt gevormd door nucleatie en groei op de ferrietinterface. De aanwezigheid van austeniet in de structuur van duplex roestvast staal kan de brosheid en korrelgroeineiging van ferriet met een hoog chroomgehalte verminderen, de lasbaarheid en taaiheid verbeteren en ferriet met een hoog chroomgehalte kan de vloeigrens van austeniet in roestvast staal verhogen.

Bestand tegen interkristallijne corrosie en spanningscorrosie, dat wil zeggen dat de ferriet-dubbelfasestructuur een hoge sterkte en hoge taaiheid heeft, maar ook een hoge weerstand behoudt tegen spanningsscheuren, putcorrosie en spleetcorrosie, met name chloride en sulfide. Het heeft een hoge weerstand tegen spanningscorrosie, zodat het effectief het langdurige faalprobleem van austenitisch roestvast staal veroorzaakt door lokale corrosie kan oplossen.

De 2507 super duplex roestvrijstalen lasmethode heeft een breed scala aan toepasbaarheid. Het kan op verschillende manieren worden gelast. De warmte-inbreng en koelsnelheid van het lassen beïnvloeden de fasebalans van ferriet en austeniet en de prestaties van de gelaste verbinding. Om ervoor te zorgen dat de las een geschikte structuur heeft Vergelijkend voorbeeld en goede mechanische eigenschappen en corrosie-eigenschappen.

Een te kleine of te grote warmte-inbreng moet tijdens het lassen worden vermeden en de warmte-inbreng moet binnen 5~20 kJ/cm worden geregeld. De ondergrens moet worden verwijderd bij het lassen van dunwandige onderdelen en de warmte moet op passende wijze worden verhoogd bij het lassen van dikwandige onderdelen. Enter, de temperatuur tussen de banen mag niet hoger zijn dan 100°C.

1. Beoordeel de corrosiebestendigheidseisen:

   • Voor maritieme omgevingen worden super- of hyperduplexkwaliteiten aanbevolen.

2. Overweeg mechanische sterkte:

   • Voor toepassingen met hoge belastingen kan standaard- of superduplex nodig zijn.

3. Evalueer kostenbeperkingen:

   • Lean duplex kan een kosteneffectieve keuze zijn voor niet-kritieke toepassingen.

4. Beoordeel de fabricagebehoeften:

   • Zorg ervoor dat de geselecteerde kwaliteit de juiste lasbaarheid en vervormbaarheid heeft voor de beoogde toepassing.

In duplex roestvrij staal, de belangrijkste elementen zijn Cr, Si, Ni, Mn, Mo, C, zeldzame aardmetalen, enzovoort. Deze legeringselementen beïnvloeden voornamelijk de structuur van het tweefasenstaal en hebben vervolgens effect op de prestaties van het tweefasenstaal. Sommige bevorderen elkaar en sommige beperken elkaar. Daarom kan in elk tweefasenstaal de bepaling van legeringselementen en hun inhoud voldoen aan redelijke voorwaarden, zoals overeenkomstige mechanische eigenschappen, proceseigenschappen en corrosiebestendigheid. In dit experiment werd de invloed van verschillende toegevoegde hoeveelheden C op de microstructuur, fasevergelijking, mechanische eigenschappen en corrosiebestendigheid van 00Cr22Ni5Mo3N duplex roestvast staal vergeleken om het beste C-gehalte in het duplex roestvast staal te optimaliseren.

Het wordt gesmolten in een oven met middelhoge frequentie en in pruimenbloesemmonsters gegoten. In het smeltproces kunnen ontkoling, deoxidatie en ontzwaveling niet worden uitgevoerd, dus worden hoogwaardige grondstoffen gebruikt. Deze test gebruikt 00Cr22Ni5Mo3N duplex roestvrij staal met verschillende C-inhoud, de chemische samenstelling is (massafractie, %): Cr22, Ni5, Mo3, N2.5, Cu0.6, Si0.6, Mn0.9, RE0.2, P≤ 0.040, S≤0.020, C-gehalte is respectievelijk 0.012, 0.022, 0.032, 0.042, 0.052.

Voer een oplossingsbehandeling uit op het monster met waterkoeling bij 1070℃×4h. De microstructuur werd waargenomen en gefotografeerd met een OLYMPUSGX71 elektronenmicroscoop. De trekproef werd uitgevoerd op de WDW3300 micro-control elektronische universele testmachine. De hardheidstest wordt uitgevoerd op de HB-3000C elektronische Brinell hardheidstester. De kamertemperatuur impacttest wordt uitgevoerd op de JBN-300B impacttestmachine en het impactmonster is een Charpy V-notch standaardmonster. Gebruik CS350273A potentiostaat voor de elektrochemische corrosietest. De spanningscorrosietest wordt uitgevoerd door GB/T17898-1999 "Testmethode voor spanningscorrosie van roestvrij staal in kokende magnesiumchlorideoplossing". Het monster wordt verwerkt tot een standaard spanningscorrosiemonster met een draadsnijmachine.

De resultaten laten zien dat als C stijgt van 0.012% tot 0.052%, austeniet licht toeneemt, ferriet geleidelijk afneemt, vloeigrens en treksterkte weinig veranderen, rek na breuk blijft toenemen, en de vermindering van het oppervlak is het eerst. Na toename, fluctueert het in een klein bereik, de schokabsorptie-energie wordt aanzienlijk verminderd en de hardheid neemt geleidelijk af. Wanneer het C-gehalte 0.012% is, zijn de prestaties die vereist zijn voor elektrochemische corrosieweerstand en weerstand tegen spanningscorrosie, de beste. Wanneer het C-gehalte 0.012% is, heeft 00Cr22Ni5Mo3N duplex roestvrij staal de beste algehele prestaties.