ورق استیل دوپلکس ویژگی های خانواده آلیاژهای آستنیتی و فریتی را ترکیب می کنند تا مزایای مثبت هر دو را با جنبه های منفی کمتری ارائه دهند اغلب با هزینه این دسته از فولاد های زنگ نزن  نسبت به سایر آلیاژ های فولادی کمتر است. اما، هزینه تنها بخشی از یک تصویر بزرگتر است.

انتخاب فولاد ضد زنگ مناسب نیز به نحوه عملکرد فولاد برای استفاده مورد نظر شما بستگی دارد.

آیا فولاد ضد زنگ داپلکس گزینه مناسبی برای پروژه شما هست؟

بیایید نگاهی به این بیندازیم که چگونه و چه زمانی فولاد داپلکس ممکن است برای نیازهای شما مناسب باشد.

ورق استیل دوپلکس چیست؟

ورق استیل داپلکس نام خود را از ریزساختار دوفاز خود گرفته اند. در حالی که نسبت های دقیق بر اساس درجه متفاوت است، اکثر فولادهای دوبلکس ساختاری دارند که تقریباً 50 درصد آستنیت و 50 درصد فریت است. این به ضد زنگ داپلکس بسیاری از مزایای خانواده آستنیتی و فریتی فولاد را می دهد و در عین حال نقاط ضعف را نیز به حداقل می رساند.

مانند سایر خانواده های ضد زنگ، ترکیب متالورژیک دقیق فولاد بر اساس درجه متفاوت است، اگرچه اجزای رایج عبارتند از:

کربن

منگنز

سیلیکون

کروم

نیکل

فسفر

گوگرد

همچنین ممکن است از مولیبدن، نیتروژن و مس برای تأثیرگذاری بیشتر بر خصوصیات محصول نهایی استفاده شود.

تاریخچه مختصری از ورق استیل دوپلکس

مفهوم آلیاژهای ضد زنگ داپلکس در اوایل دهه 1920 مورد بحث قرار گرفت. با این حال، تولید اولین آلیاژهای دوبلکس تا دهه 1930 آغاز نشد. این آلیاژهای اولیه دوپلکس عمدتاً به تولید ریخته گری و کاربردهای خاص محدود می شدند زیرا حاوی مقدار نسبتاً بالایی کربن بودند. با این حال، در پایان دهه 1960، کربن زدایی به کارخانه های ریخته گری فلز اجازه داد تا فولادهای کم کربن با محتوای کروم و نیکل بالا ایجاد کنند و در عین حال ساختار فریت و آستنیت را متعادل کنند.

این منجر به نسل جدیدی از ورق استیل دوپلکس با عملکرد بهتر و نقاط منفی کمتر می شود. این ورق استیل دوپلکس شباهت های زیادی با آلیاژهای مدرن در حال تولید امروزی دارند به ویژه Duplex 2205 (UNS S21803/32205). این آلیاژ که در اواسط دهه 1970 ساخته شد، امروزه همچنان محبوب است و مقاومت در برابر خوردگی بالاتر از نمرات فولاد زنگ نزن آستنیتی معمولی مانند 304 (UNS S30400)، 316 (UNS S31600) و 317 (UNS S31700) دارد.

اگرچه استانداردهای جدیدتر از طیف های مختلف کروم، مولیبدن و نیکل استفاده می کنند، صنایع می توانند از نمرات اصلی که در دهه 1970 برای طیف وسیعی از ورق استیل دوپلکس استفاده می شود تشکر کنند.

مزایای فولاد ضد زنگ دوبلکس

در حالی که ورق استیل دوپلکس تنها درصد کمی از بازار جهانی فولاد ضد زنگ را شامل می شود، در مقایسه با فولاد ضد زنگ آستنیتی سنتی و فولاد ضد زنگ فریتی دارای طیف وسیعی از مزایای است.

قدرت بهبود یافته

بسیاری از گریدهای دوپلکس دو برابر فولاد ضد زنگ آستنیتی و فریتی قوی تر هستند.

برای مطالعه بیشتر در مورد تفاوت فولاد زنگ نزن فریتی کلیک کنید.

چقرمگی و شکل پذیری بالا

ورق استیل دوپلکس اغلب تحت فشار شکل پذیرتر از گریدهای فریتی است و چقرمگی بیشتری را فراهم می کند. اگرچه آنها اغلب مقادیر کمتری نسبت به فولادهای آستنیتی ارائه می دهند، ساختار منحصر به فرد و ویژگی های ورق استیل دوپلکس اغلب بر هر گونه نگرانی برتری دارد.

مقاومت در برابر خوردگی بالا

بسته به درجه مورد نظر، ورق استیل دوپلکس مقاومت خوردگی قابل مقایسه (یا بهتر) را به عنوان گریدهای آستنیتی معمولی ارائه می دهند. برای آلیاژهای با افزایش نیتروژن، مولیبدن و کروم، فولادها مقاومت بالایی در برابر خوردگی شکاف و حفره‌های کلریدی از خود نشان می‌دهند.

مقرون به صرفه بودن

فولاد ضد زنگ دوپلکس تمام مزایای فوق را ارائه می دهد در حالی که به سطوح پایین تری از مولیبدن و نیکل نیاز دارد. این بدان معنی است که این یک گزینه کم‌هزینه نسبت به بسیاری از گریدهای آستنیتی سنتی فولاد ضد زنگ است. قیمت آلیاژهای دوبلکس اغلب نسبت به سایر گریدهای فولادی فرار کمتری دارد و تخمین هزینه‌ها را آسان‌تر می‌کند – هم در سطح اولیه و هم در طول عمر. استحکام و مقاومت در برابر خوردگی همچنین به این معنی است که بسیاری از قطعات ساخته شده با استفاده از ورق استیل دوپلکس می‌توانند نازک‌تر از همتایان آستنیتی خود باشند و هزینه‌های کمتری را ارائه دهند.

بهترین کاربردها برای فولاد ضد زنگ دوپلکس

ورق استیل دوپلکس به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی، استحکام بیشتر و قیمت مقرون به صرفه بودن، در صنایع و بازارهای مختلف از جمله موارد زیر محبوب هستند:

عملیات دریایی و نزدیک به ساحل مانند حفاری نفت، نمک زدایی، تصفیه آب و سایر عملیات های صنعتی

پردازش شیمیایی و مایع

قطعات و اجزای نیروی دریایی

تجهیزات کنترل آلودگی

تولید خمیر و کاغذ

ساخت و ساز

مخازن آب گرم و دم کردن

مشخصات فولاد ضد زنگ دوپلکس

ورق استیل دوپلکس به این دلیل که دارای ریزساختار دو فازی متشکل از دانه های فولاد زنگ نزن فریتی و آستنیتی هستند، “دوپلکس” نامیده می شوند. تصویر فاز آستنیتی زرد را به عنوان “جزایر” نشان می دهد که توسط فاز فریتی آبی احاطه شده است. هنگامی که فولاد ضد زنگ دوبلکس ذوب می شود، از فاز مایع به یک ساختار کاملا فریتی جامد می شود. با سرد شدن مواد تا دمای اتاق، حدود نیمی از دانه‌های فریتی به دانه‌های آستنیتی تبدیل می‌شوند. نتیجه یک ریزساختار از تقریبا 50٪ آستنیت و 50٪ فریت است.

ورق استیل دوپلکس دارای ریزساختار دو فازی از دانه های آستنیت و فریت هستند.

ساختار دوپلکس به این خانواده از فولادهای ضد زنگ ترکیبی از خواص جذاب می دهد:

مقاومت در برابر خوردگی تنشی: فولادهای ضد زنگ دوبلکس مقاومت بسیار خوبی در برابر ترک خوردگی تنشی (SCC) از خود نشان می‌دهند، خاصیتی که آنها از طرف فریتی به ارث برده‌اند. SCC می تواند تحت شرایط خاصی (کلریدها، رطوبت، درجه حرارت بالا) برای آستنیتیک های استاندارد مانند انواع 304 و 316 مشکل ساز باشد.

هزینه: فولادهای ضد زنگ دوبلکس نسبت به همتایان آستنیتی خود که مقاومت خوردگی مشابهی دارند، میزان نیکل و مولیبدن کمتری دارند. به دلیل محتوای آلیاژی کمتر، فولادهای زنگ نزن دوبلکس می توانند هزینه کمتری داشته باشند، به خصوص در مواقعی که هزینه های اضافی آلیاژی بالا است. علاوه بر این، به دلیل افزایش استحکام تسلیم آن در مقایسه با فولاد زنگ نزن آستنیتی، اغلب ممکن است بتوان ضخامت مقطع فولاد ضد زنگ دوبلکس را کاهش داد. این ترکیب می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی در هزینه و وزن در مقایسه با محلولی در فولادهای زنگ نزن آستنیتی شود.

خواص ورق استیل دوپلکس

ریزساختار فولادهای زنگ نزن دوبلکس دارای ساختارهای کریستالوگرافی تقریباً 50 درصد فریت (ساختار مکعبی متمرکز بر بدن) و 50 درصد آستنیت (ساختار مکعبی محور) است. هر دوی این فازها بر خلاف آلیاژهای دو فازی که در آن یکی از دو فاز به صورت رسوب ظاهر می شود، به صورت یک مخلوط پایدار وجود دارند. عناصر آلیاژی در فولادهای زنگ نزن دوبلکس یا فریت کننده (مانند کروم، سیلیکون، مولیبدن) یا آستنیته کننده (مانند کربن، نیکل، نیتروژن) هستند، به این معنی که آنها به ترتیب به شکل گیری فازهای فریتی و آستنیتی کمک می کنند.

فاز فریت در ورق استیل دوپلکس

در دماهای بالا، فاز فریت نسبتاً ناپایدار در فولادهای دوبلکس به فاز نامطلوب α’ (آلفا اول) تبدیل می شود که باعث کاهش خواص مکانیکی آنها مانند استحکام و چقرمگی و همچنین مقاومت در برابر خوردگی آنها می شود. این پدیده تردی [1] نامیده می شود. بدترین دمایی که در آن شکنندگی رخ می دهد در دمای 475 درجه سانتیگراد است. با این حال، تولید فاز آلفا اولیه ممکن است در دماهای پایین 300 درجه سانتیگراد شروع شود و این امر حداکثر دمای سرویس فولادهای دوبلکس را محدود می کند.

تنش تسلیم ورق استیل دوپلکس

فولادهای زنگ نزن دوبلکس معمولی تنش تسلیم بالاتری نسبت به گریدهای معمولی مارتنزیتی، آستنیتی و فریتی نشان می دهند. با این حال، به دلیل بارش فازهای بین فلزی که در بالای 300 درجه سانتیگراد شروع به رخ دادن می کند و شروع شکنندگی با نزدیک شدن به دماهای برودتی، دامنه باریکی از دمای کاری دارند [2]. جدول زیر خواص انتخابی برخی از گریدهای رایج فولادهای زنگ نزن دوبلکس را نشان می دهد.

خرید ورق استیل داپلکس

فروشگاه فلزات مسیحا طیف وسیعی از محصولات فولادی ضد زنگ مقاوم در برابر خوردگی را برای کمک به رفع نیازهای صنایع در سراسر ایران ارائه می دهد. مسیحا با بیش از ۲۸ سال سابقه، تخصص خود را در قالب مشاوره رایگان در اختیار تمام کسانی که به دنبال استفاده از فولاد ضد زنگ در هر زمینه ای، از ساختمان گرفته تا تولیدی های کوچک، می گذارد. مشاوران متخصص ما در دسترس هستند تا به شما در تعیین بهترین آلیاژها و محصولات کمک. با مشاورین ما تماس بگیرید.