Metalurģijā nerūsējošais tērauds ir tērauda sakausējums, kurā ir vismaz 10,5% hroma ar vai bez citiem leģējošiem elementiem un ne vairāk kā 1,2% oglekļa masas.Nerūsējošais tērauds, kas pazīstams arī kā inox tērauds vai inox no franču valodas neoksidējams (neoksidējams), irtērauda sakausējumikas ir ļoti labi pazīstami ar savu izturību pret koroziju, kas palielinās, palielinoties hroma saturam.Izturību pret koroziju var uzlabot arī niķeļa un molibdēna piedevas.Šo metālu sakausējumu izturība pret korozīvo vielu ķīmisko iedarbību ir balstīta uz pasivāciju.Lai pasivēšana notiktu un paliktu stabila, Fe-Cr sakausējuma minimālajam hroma saturam jābūt apmēram 10,5% no svara, virs kura var rasties pasivitāte, bet zemāka par to nav iespējama.Hromu var izmantot kā rūdīšanas elementu, un to bieži izmanto kopā ar rūdīšanas elementu, piemēram, niķeli, lai iegūtu izcilas mehāniskās īpašības.

Dupleksais nerūsējošais tērauds

Kā norāda to nosaukums, Duplex nerūsējošais tērauds ir divu galveno sakausējumu veidu kombinācija.Tiem ir jaukta austenīta un ferīta mikrostruktūra, parasti mērķis ir iegūt maisījumu attiecībā 50/50, lai gan komerciālajos sakausējumos attiecība var būt 40/60.To izturība pret koroziju ir līdzīga austenīta pretkorozijas izturībai, taču to izturība pret spriedzes koroziju (īpaši pret hlorīda sprieguma korozijas plaisāšanu), stiepes izturība un tecēšanas robeža (apmēram divas reizes lielāka par austenīta nerūsējošā tērauda tecēšanas robežu) parasti ir augstāka par austenīta tēraudu izturību. pakāpes.Dupleksajā nerūsējošajā tēraudā ogleklis tiek uzturēts ļoti zemā līmenī (C <0,03%).Hroma saturs svārstās no 21,00 līdz 26,00%, niķeļa saturs svārstās no 3,50 līdz 8,00%, un šie sakausējumi var saturēt molibdēnu (līdz 4,50%).Stingrība un elastība parasti ir starp austenīta un ferīta pakāpēm.Dupleksās kategorijas parasti iedala trīs apakšgrupās, pamatojoties uz to izturību pret koroziju: liesais duplekss, standarta duplekss un superduplekss.Superdupleksa tēraudiem ir lielāka izturība un izturība pret visa veida koroziju, salīdzinot ar standarta austenīta tēraudiem.Parasti tiek izmantoti jūras lietojumi, naftas ķīmijas rūpnīcas, atsāļošanas iekārtas, siltummaiņi un papīra ražošanas nozare.Mūsdienās naftas un gāzes nozare ir lielākais lietotājs, un tā ir centusies pēc vairāk korozijizturīgām kategorijām, kā rezultātā tiek izstrādāti superdupleksa tēraudi.

Nerūsējošā tērauda izturība pret korozīvo vielu ķīmisko iedarbību ir balstīta uz pasivāciju.Lai pasivēšana notiktu un paliktu stabila, Fe-Cr sakausējuma minimālajam hroma saturam jābūt apmēram 10,5% no svara, virs kura var rasties pasivitāte, bet zemāka par to nav iespējama.Hromu var izmantot kā rūdīšanas elementu, un to bieži izmanto kopā ar rūdīšanas elementu, piemēram, niķeli, lai iegūtu izcilas mehāniskās īpašības.

Dupleksais nerūsējošais tērauds – SAF 2205 – 1.4462

Izplatīts dupleksais nerūsējošais tērauds ir SAF 2205 (Sandvik piederoša preču zīme 22Cr dupleksam (ferīta-austenīta) nerūsējošajam tēraudam), kas parasti satur 22% hroma un 5% niķeļa.Tam ir lieliska izturība pret koroziju un augsta izturība, 2205 ir visplašāk izmantotais dupleksais nerūsējošais tērauds.SAF 2205 pielietojums ir šādās nozarēs:

• Transports, uzglabāšana un ķīmiskā apstrāde
• Apstrādes iekārtas
• Augsts hlorīda saturs un jūras vide
• Naftas un gāzes izpēte
• Papīra mašīnas

Dupleksā nerūsējošā tērauda īpašības

Materiāla īpašības ir intensīvas īpašības, kas nozīmē, ka tās nav atkarīgas no masas daudzuma un jebkurā brīdī var mainīties dažādās sistēmas vietās.Materiālzinātne ietver materiālu struktūras izpēti un sasaisti ar to īpašībām (mehāniskās, elektriskās utt.).Kad materiālu zinātnieki uzzina par šo struktūras un īpašību korelāciju, viņi var turpināt pētīt materiāla relatīvo veiktspēju noteiktā lietojumā.Galvenie materiāla struktūras un līdz ar to arī tā īpašību noteicošie faktori ir tā sastāvā esošie ķīmiskie elementi un veids, kā tas ir pārstrādāts galīgajā formā.

Dupleksā nerūsējošā tērauda mehāniskās īpašības

Materiālus bieži izvēlas dažādiem lietojumiem, jo ​​tiem ir vēlamas mehānisko īpašību kombinācijas.Strukturāliem lietojumiem materiālu īpašībām ir izšķiroša nozīme, un inženieriem tās ir jāņem vērā.

Dupleksā nerūsējošā tērauda izturība

Materiālu mehānikā,materiāla stiprumsir tā spēja izturēt pielikto slodzi bez bojājumiem vai plastiskas deformācijas.Materiālu stiprība ņem vērā saistību starp materiālam pieliktajām ārējām slodzēm un no tā izrietošo deformāciju vai materiāla izmēru izmaiņām.Materiāla izturība ir tā spēja izturēt šo pielikto slodzi bez bojājumiem vai plastiskas deformācijas.

Maksimālā stiepes izturība

Dupleksā nerūsējošā tērauda SAF 2205 maksimālā stiepes izturība ir 620 MPa.

Thegalīgā stiepes izturībair maksimālais par inženierijusprieguma-deformācijas līkne.Tas atbilst maksimālajam spriegumam, ko iztur spriegojuma struktūra.Maksimālā stiepes izturība bieži tiek saīsināta līdz “stiepes izturība” vai “maksimālā izturība”.Ja šis spriegums tiek piemērots un uzturēts, radīsies lūzums.Bieži vien šī vērtība ir ievērojami lielāka par tecēšanas spriegumu (pat par 50 līdz 60 procentiem vairāk nekā dažu veidu metālu iznākums).Kad kaļamais materiāls sasniedz savu maksimālo stiprību, tas piedzīvo kaklu, kur šķērsgriezuma laukums lokāli samazinās.Sprieguma-deformācijas līkne nesatur lielāku spriegumu par maksimālo stiprību.Lai gan deformācijas var turpināt palielināties, pēc maksimālās stiprības sasniegšanas spriegums parasti samazinās.Tas ir intensīvs īpašums;tāpēc tā vērtība nav atkarīga no pārbaudāmā parauga izmēra.Tomēr tas ir atkarīgs no citiem faktoriem, piemēram, parauga sagatavošanas, virsmas defektu esamības vai ne, kā arī testa vides un materiāla temperatūras.Maksimālā stiepes izturība svārstās no 50 MPa alumīnijam līdz pat 3000 MPa ļoti augstas stiprības tēraudam.

Ražas spēks

Dupleksā nerūsējošā tērauda SAF 2205 tecēšanas robeža ir 440 MPa.

Theienesīguma punktsir punkts uz asprieguma-deformācijas līknekas norāda uz elastīgās uzvedības robežu un sākuma plastisko uzvedību.Teces izturība vai tecēšanas spriegums ir materiāla īpašība, kas definēta kā spriegums, pie kura materiāls sāk plastiski deformēties.Turpretim tecēšanas punkts ir punkts, kurā sākas nelineāra (elastīgā + plastiskā) deformācija.Pirms tecēšanas robežas materiāls elastīgi deformēsies un atgriežas sākotnējā formā, kad tiek noņemts pieliktais spriegums.Kad tecēšanas robeža ir pārsniegta, daļa deformācijas būs pastāvīga un neatgriezeniska.Dažiem tēraudiem un citiem materiāliem piemīt uzvedība, ko sauc par tecēšanas punkta fenomenu.Ražas stiprums svārstās no 35 MPa zemas stiprības alumīnijam līdz lielākam par 1400 MPa augstas stiprības tēraudam.

Janga elastības modulis

Dupleksā nerūsējošā tērauda – SAF 2205 Younga elastības modulis ir 200 GPa.

Younga elastības modulisir stiepes un spiedes spriedzes elastības modulis vienass deformācijas lineārās elastības režīmā, un to parasti novērtē ar stiepes testiem.Līdz slodzes ierobežošanai ķermenis spēs atgūt savus izmērus, noņemot slodzi.Pielietotie spriegumi izraisa kristāla atomu pārvietošanos no līdzsvara stāvokļa, un vissatomitiek pārvietoti tikpat daudz un saglabā savu relatīvo ģeometriju.Kad spriegumi tiek noņemti, visi atomi atgriežas sākotnējā stāvoklī, un paliekoša deformācija nenotiek.Saskaņā arHuka likums, spriegums ir proporcionāls deformācijai (elastīgajā reģionā), un slīpums ir Younga modulis.Younga modulis ir vienāds ar garenisko spriegumu, kas dalīts ar deformāciju.

Dupleksā nerūsējošā tērauda cietība

Dupleksā nerūsējošā tērauda Brinela cietība – SAF 2205 ir aptuveni 217 MPa.

Materiālzinātnē,cietībair spēja izturēt virsmas iespiedumus (lokalizētu plastisko deformāciju) un skrāpējumus.Cietība, iespējams, ir visnelabvēlīgāk definētā materiāla īpašība, jo tā var liecināt par izturību pret skrāpējumiem, nodilumu, iespiedumu vai pat izturību pret formu vai lokālu plastisko deformāciju.Cietība ir svarīga no inženiertehniskā viedokļa, jo izturība pret nodilumu berzes vai tvaika, eļļas un ūdens izraisītas erozijas dēļ parasti palielinās līdz ar cietību.

Brinela cietības testsir viens no iespieduma cietības testiem, kas izstrādāti cietības pārbaudei.Brinela testos ciets, sfērisks ievilkums tiek piespiests ar īpašu slodzi pārbaudāmā metāla virsmā.Parastajā testā kā ievilkšanas vieta tiek izmantota 10 mm (0,39 collas) diametra rūdīta tērauda lode ar 3000 kgf (29,42 kN; 6 614 lbf) spēku.Slodze tiek uzturēta nemainīga noteiktu laiku (no 10 līdz 30 sekundēm).Mīkstākiem materiāliem tiek izmantots mazāks spēks;cietākiem materiāliem tērauda lodi aizstāj ar volframa karbīda lodi.

Tests sniedz skaitliskus rezultātus materiāla cietības kvantitatīvai noteikšanai, ko izsaka ar Brinela cietības skaitli – HB.Brinela cietības skaitlis ir apzīmēts ar visbiežāk izmantotajiem testa standartiem (ASTM E10-14[2] un ISO 6506-1:2005) kā HBW (H no cietības, B no Brinell un W no ievilkšanas materiāla, volframa (volframa) karbīds).Iepriekšējos standartos HB vai HBS tika izmantoti, lai apzīmētu mērījumus, kas veikti ar tērauda ievilkšanas ierīcēm.

Brinela cietības skaitlis (HB) ir slodze, kas dalīta ar ievilkuma virsmas laukumu.Nospieduma diametru mēra ar mikroskopu ar uzliktu skalu.Brinela cietības skaitli aprēķina pēc vienādojuma:

Parasti tiek izmantotas dažādas testa metodes (piemēram, Brinell,Knoop,Vikers, unRokvels).Ir pieejamas tabulas, kas korelē cietības skaitļus no dažādām testa metodēm, kur korelācija ir piemērojama.Visos svaros augsts cietības skaitlis apzīmē cieto metālu.

Dupleksā nerūsējošā tērauda termiskās īpašības

Materiālu termiskās īpašības attiecas uz materiālu reakciju uz to izmaiņāmtemperatūraun piemērošanukarstums.Kā cieta viela uzsūcasenerģijusiltuma veidā tā temperatūra paaugstinās un izmēri palielinās.Bet dažādi materiāli uz siltuma pielietošanu reaģē atšķirīgi.

Siltuma jauda,termiska izplešanās, unsiltumvadītspējabieži vien ir kritiski cietu vielu praktiskajā lietošanā.

Dupleksā nerūsējošā tērauda kušanas temperatūra

Dupleksā nerūsējošā tērauda – SAF 2205 tērauda kušanas temperatūra ir aptuveni 1450°C.

Parasti kušana ir vielas fāzes maiņa no cietas uz šķidru.Thekušanas punktsVielas temperatūra ir temperatūra, kurā notiek šī fāzes maiņa.Kušanas temperatūra nosaka arī stāvokli, kurā cietā viela un šķidrums var pastāvēt līdzsvarā.

Dupleksā nerūsējošā tērauda siltumvadītspēja

Duplekso nerūsējošā tērauda – SAF 2205 siltumvadītspēja ir 19 W/(m.K).

Cietā materiāla siltuma pārneses raksturlielumus mēra ar īpašību, ko sauc parsiltumvadītspēja, k (vai λ), mēra W/mK Tas mēra vielas spēju pārnest siltumu caur materiāluvadīšana.Pieraksti toFurjē likumsattiecas uz visu vielu neatkarīgi no tās stāvokļa (cieta, šķidra vai gāzveida).Tāpēc tas ir definēts arī šķidrumiem un gāzēm.

Thesiltumvadītspējavairumam šķidrumu un cietvielu mainās atkarībā no temperatūras, un tvaikiem tas ir atkarīgs arī no spiediena.Vispārīgi:

Lielākā daļa materiālu ir gandrīz viendabīgi, tāpēc parasti var rakstīt k = k (T).Līdzīgas definīcijas ir saistītas ar siltumvadītspēju y un z virzienā (ky, kz), bet izotropam materiālam siltumvadītspēja ir neatkarīga no pārneses virziena, kx = ky = kz = k.