В металургията неръждаемата стомана е стоманена сплав с най-малко 10,5% хром със или без други легиращи елементи и максимум 1,2% въглерод по маса.Неръждаемите стомани, известни също като иноксови стомани или инокс от френски inoxydable (неокисляеми), састоманени сплавикоито са много добре известни със своята устойчивост на корозия, която се увеличава с увеличаване на съдържанието на хром.Устойчивостта на корозия може също да бъде подобрена чрез добавки на никел и молибден.Устойчивостта на тези метални сплави на химическите ефекти на корозивни агенти се основава на пасивация.За да настъпи пасивация и да остане стабилна, сплавта Fe-Cr трябва да има минимално съдържание на хром от около 10,5% от теглото, над което може да настъпи пасивност, а по-долу е невъзможно.Хромът може да се използва като втвърдяващ елемент и често се използва с втвърдяващ елемент като никел за постигане на превъзходни механични свойства.

Дуплекс от неръждаема стомана

Както подсказва името им, дуплексните неръждаеми стомани са комбинация от два основни вида сплави.Те имат смесена микроструктура от аустенит и ферит, като целта обикновено е да се произведе смес 50/50, въпреки че в търговските сплави съотношението може да бъде 40/60.Тяхната устойчивост на корозия е подобна на аустенитните им аналози, но устойчивостта им на корозия при напрежение (особено на корозионно напукване от хлорид), якост на опън и граници на провлачване (приблизително два пъти границата на провлачване на аустенитните неръждаеми стомани) обикновено са по-добри от тези на аустенитната оценки.В дуплексната неръждаема стомана въглеродът се поддържа на много ниски нива (C<0,03%).Съдържанието на хром варира от 21,00 до 26,00%, съдържанието на никел варира от 3,50 до 8,00%, а тези сплави могат да съдържат молибден (до 4,50%).Издръжливостта и пластичността обикновено са между тези на аустенитните и феритните степени.Дуплексните класове обикновено се разделят на три подгрупи въз основа на тяхната устойчивост на корозия: чист дуплекс, стандартен дуплекс и супердуплекс.Супердуплексните стомани имат повишена здравина и устойчивост на всички форми на корозия в сравнение със стандартните аустенитни стомани.Обичайните употреби включват морски приложения, нефтохимически заводи, инсталации за обезсоляване, топлообменници и индустрията за производство на хартия.Днес нефтената и газовата промишленост е най-големият потребител и настоява за по-устойчиви на корозия класове, което води до разработването на супердуплексни стомани.

Устойчивостта на неръждаемата стомана на химическите ефекти на корозивните агенти се основава на пасивацията.За да настъпи пасивация и да остане стабилна, сплавта Fe-Cr трябва да има минимално съдържание на хром от около 10,5% от теглото, над което може да настъпи пасивност, а по-долу е невъзможно.Хромът може да се използва като втвърдяващ елемент и често се използва с втвърдяващ елемент като никел за постигане на превъзходни механични свойства.

Дуплексни неръждаеми стомани – SAF 2205 – 1.4462

Често срещана дуплексна неръждаема стомана е SAF 2205 (търговска марка, собственост на Sandvik за 22Cr дуплексна (феритно-аустенитна) неръждаема стомана), която обикновено съдържа 22% хром и 5% никел.Има отлична устойчивост на корозия и висока якост, 2205 е най-широко използваната дуплексна неръждаема стомана.Приложенията на SAF 2205 са в следните отрасли:

• Транспорт, съхранение и химическа обработка
• Оборудване за обработка
• Среда с високо съдържание на хлорид и морска среда
• Проучване на нефт и газ
• Хартиени машини

Свойства на дуплексната неръждаема стомана

Свойствата на материала са интензивни свойства, което означава, че са независими от количеството маса и могат да варират от място на място в системата във всеки един момент.Материалознанието включва изучаване на структурата на материалите и свързването им с техните свойства (механични, електрически и т.н.).След като учените по материали знаят за тази корелация структура-свойство, те могат да продължат да изучават относителната производителност на даден материал в дадено приложение.Основните определящи фактори за структурата на даден материал и по този начин за неговите свойства са неговите съставни химични елементи и как е бил обработен в крайната си форма.

Механични свойства на дуплексна неръждаема стомана

Материалите често се избират за различни приложения, защото имат желани комбинации от механични характеристики.За структурни приложения свойствата на материала са от решаващо значение и инженерите трябва да ги вземат предвид.

Здравина на дуплексна неръждаема стомана

В механиката на материалите,здравина на даден материале способността му да издържа на приложен товар без повреда или пластична деформация.Якостта на материалите разглежда връзката между външните натоварвания, приложени към даден материал, и произтичащата от това деформация или промяна в размерите на материала.Силата на материала е неговата способност да издържа на това приложено натоварване без разрушаване или пластична деформация.

Максимална якост на опън

Пределната якост на опън на дуплексната неръждаема стомана – SAF 2205 е 620 MPa.

Theмаксимална якост на опъне максимумът на инженерствотокрива напрежение-деформация.Това съответства на максималното напрежение, понесено от опъната конструкция.Крайната якост на опън често се съкращава до „якост на опън“ или „крайна“.Ако това напрежение се прилага и поддържа, ще се получи счупване.Често тази стойност е значително по-висока от границата на провлачване (до 50 до 60 процента повече от провлачването за някои видове метали).Когато пластичен материал достигне крайната си якост, той изпитва прегъване, където площта на напречното сечение намалява локално.Кривата напрежение-деформация не съдържа напрежение, по-високо от крайната якост.Въпреки че деформациите могат да продължат да се увеличават, напрежението обикновено намалява след постигане на крайната якост.Това е интензивна собственост;следователно неговата стойност не зависи от размера на изпитвания образец.Това обаче зависи от други фактори, като например подготовката на образеца, наличието или липсата на повърхностни дефекти и температурата на средата и материала за изпитване.Пределните якости на опън варират от 50 MPa за алуминий до 3000 MPa за стомана с много висока якост.

Провлачване

Граница на провлачане на дуплексна неръждаема стомана – SAF 2205 е 440 MPa.

Theграница на провлачванее точката на aкрива напрежение-деформациякоето показва границата на еластичното поведение и началното пластично поведение.Граница на провлачване или напрежение на провлачване е свойството на материала, дефинирано като напрежението, при което материалът започва да се деформира пластично.За разлика от това, границата на провлачване е точката, в която започва нелинейната (еластична + пластична) деформация.Преди границата на провлачване материалът ще се деформира еластично и ще се върне в първоначалната си форма, когато приложеното напрежение бъде премахнато.След преминаване на границата на провлачване, част от деформацията ще бъде постоянна и необратима.Някои стомани и други материали показват поведение, наречено феномен на границата на провлачване.Границите на провлачване варират от 35 MPa за алуминий с ниска якост до повече от 1400 MPa за стомана с висока якост.

Модул на еластичност на Юнг

Модулът на еластичност на Young на дуплексна неръждаема стомана – SAF 2205 е 200 GPa.

Модул на еластичност на Юнге модулът на еластичност за напрежението на опън и натиск в линейния режим на еластичност на едноосна деформация и обикновено се оценява чрез изпитвания на опън.До ограничаване на напрежението тялото ще може да възстанови размерите си при отстраняване на товара.Приложените напрежения карат атомите в кристала да се преместят от тяхното равновесно положение и всичко останалоатомисе изместват еднакво и запазват относителната си геометрия.Когато напреженията бъдат премахнати, всички атоми се връщат в първоначалните си позиции и не настъпва постоянна деформация.СпоредЗакон на Хук, напрежението е пропорционално на деформацията (в еластичната област), а наклонът е модулът на Юнг.Модулът на Юнг е равен на надлъжното напрежение, разделено на деформацията.

Твърдостта на дуплексната неръждаема стомана

Твърдостта по Бринел на дуплексните неръждаеми стомани – SAF 2205 е приблизително 217 MPa.

В материалознанието,твърдосте способността да издържа на вдлъбнатина на повърхността (локализирана пластична деформация) и надраскване.Твърдостта е може би най-зле дефинираното свойство на материала, защото може да показва устойчивост на надраскване, абразия, вдлъбнатина или дори устойчивост на оформяне или локализирана пластична деформация.Твърдостта е важна от инженерна гледна точка, тъй като устойчивостта на износване чрез триене или ерозия от пара, масло и вода обикновено се увеличава с твърдостта.

Тест за твърдост по Бринеле един от тестовете за твърдост на вдлъбнатина, разработен за тестване на твърдост.При тестовете по Бринел твърд, сферичен индентор се притиска под специфично натоварване към повърхността на метала, който ще се тества.Типичният тест използва топка от закалена стомана с диаметър 10 mm (0,39 инча) като индентор със сила от 3000 kgf (29,42 kN; 6614 lbf).Натоварването се поддържа постоянно за определено време (между 10 и 30 s).За по-меки материали се използва по-малка сила;за по-твърди материали топката от волфрамов карбид се заменя със стоманената топка.

Тестът предоставя числени резултати за количествено определяне на твърдостта на даден материал, която се изразява чрез числото на твърдостта по Бринел – HB.Числото на твърдост по Бринел се обозначава от най-често използваните стандарти за изпитване (ASTM E10-14[2] и ISO 6506–1:2005) като HBW (H от твърдостта, B от Бринел и W от материала на индентора, волфрам (волфрам) карбид).В предишните стандарти HB или HBS се използват за означаване на измервания, направени със стоманени индентори.

Твърдостта по Бринел (HB) е натоварването, разделено на повърхността на вдлъбнатината.Диаметърът на отпечатъка се измерва с микроскоп с наложена скала.Твърдостта по Бринел се изчислява от уравнението:

Съществуват различни методи за изпитване, които се използват често (напр. Brinell,Кнуп,Викерс, иРокуел).Налични са таблици, корелиращи стойностите на твърдостта от различните методи за изпитване, където корелацията е приложима.Във всички скали високото число на твърдостта представлява твърд метал.

Топлинни свойства на дуплексна неръждаема стомана

Топлинните свойства на материалите се отнасят до реакцията на материалите към промени в технитетемператураи прилагането натоплина.Като твърдо вещество абсорбираенергияпод формата на топлина температурата му се повишава и размерите му се увеличават.Но различните материали реагират различно на прилагането на топлина.

Топлинен капацитет,топлинно разширение, итоплопроводимостчесто са критични при практическото използване на твърдите вещества.

Точка на топене на дуплексна неръждаема стомана

Точката на топене на дуплексната неръждаема стомана – стомана SAF 2205 е около 1450°C.

Като цяло, топенето е фазова промяна на веществото от твърдо в течно състояние.Theточка на топенена веществото е температурата, при която настъпва тази фазова промяна.Точката на топене също определя състояние, при което твърдото и течното вещество могат да съществуват в равновесие.

Топлопроводимост на дуплексна неръждаема стомана

Топлопроводимостта на дуплексните неръждаеми стомани – SAF 2205 е 19 W/(m.K).

Характеристиките на топлопреминаване на твърдия материал се измерват чрез свойство, нареченотоплопроводимост, k (или λ), измерено във W/mK Измерва способността на веществото да пренася топлина през материал чрезпроводимост.Забележи, чеЗакон на Фуриеважи за всяка материя, независимо от нейното състояние (твърдо, течно или газообразно).Поради това се определя и за течности и газове.

Theтоплопроводимостна повечето течности и твърди вещества варира в зависимост от температурата, а за парите зависи и от налягането.Общо взето:

Повечето материали са почти хомогенни, затова обикновено можем да запишем k = k (T).Подобни определения са свързани с топлопроводимостта в посоките y- и z (ky, kz), но за изотропен материал топлопроводимостта не зависи от посоката на пренос, kx = ky = kz = k.