נירוסטה דופלקס(DSS) מתייחס לפלדת אל חלד עם פריט ואוסטניט, כל אחד מהם מהווה כ-50%. בדרך כלל, התוכן של השלב הקטן יותר צריך להיות לפחות 30%. במקרה של תכולת C נמוכה, תכולת Cr היא 18%~28% ותכולת Ni היא 3%~10%. חלק מהפלדות מכילות גם אלמנטים מתגזרים כמו Mo, Cu, Nb, Ti ו-N.
נירוסטה דופלקסמשלב את היתרונות של אוסטניט ופריט וממזער את החסרונות של שני השלבים. ההרכב של נירוסטה דופלקס עם הביצועים הטובים ביותר הוא שתכולת הפריט היא בין 60% ל-40%, ותכולת האוסטניט היא בין 40% ל-60%. הפחתה ניכרת בכל אחד מהרכיבים תגרום להידרדרות הביצועים של פלדת דופלקס. לְהַחלִישׁ.
עמידות בפני קורוזיה של נירוסטה דופלקס
פלדות אל-חלד דופלקס מפגינות עמידות גבוהה בפני קורוזיה ברוב המכריע של הסביבות בהן נעשה שימוש בפלדות אל-חלד אוסטניטיות סטנדרטיות. תכולת הכרום, המוליבדן והחנקן הגבוהה יחסית שלהם מעניקה להם עמידות טובה בפני בור כלוריד וקורוזיה. ביצועי קורוזיה של חריצים, המבנה הדו-פאזי מהווה יתרון בסביבות שבהן עלול להתרחש פיצוח קורוזיה במתח כלוריד.
אם מבנה המיקרו של נירוסטה דופלקס מכיל לפחות 30% פריט, העמידות שלו בפני פיצוח קורוזיה של כלוריד טובה בהרבה מפלדת אל חלד אוסטניטית 304 או 316.
בדרך כלל ניתן להבחין בין פלדות אל-חלד דופלקסות על סמך ערך ה-PREN המקביל להתנגדות החריצים. המספר המקביל לעמידות בפני קורוזיה מתאר את העמידות של נירוסטה בפני קורוזיה מקומית בסביבה המכילה כלור.
תפקידם של אלמנטים סגסוגים בנירוסטה דופלקס
כְּרוֹם
תכולת הכרום בפלדה חייבת להיות לא פחות מ-10.5% כדי ליצור סרט פסיבציה יציב המכיל כרום כדי להגן על הפלדה מפני קורוזיה אטמוספרית. עמידות בפני קורוזיה של נירוסטה עולה עם הגדלת תכולת הכרום. כרום הוא יסוד היוצר פריט. הוספת כרום לפלדה יכולה לקדם את היווצרות פריט עם מבנה מעוקב במרכז הגוף. כאשר תכולת הכרום בפלדה גבוהה יותר, צריך להוסיף יותר ניקל כדי ליצור מבנה אוסטניט או דו-פאזי (פריט-אוסטניט). כמויות כרום גבוהות יותר יכולות גם לקדם היווצרות של שלבים בין-מתכתיים. לפלדות אל-חלד אוסטניטיות תכולת כרום של לפחות 16% ולפלדות אל-חלד דופלקסיות יש תכולת כרום של לפחות 20%. כרום יכול גם להגביר את עמידות החמצון של פלדה בטמפרטורות גבוהות. תפקיד זה של כרום חשוב מאוד. זה משפיע על היווצרות והסרה של אבנית תחמוצת או צבע מזג לאחר טיפול בחום או ריתוך. כבישה והסרה של צבע מזג אוויר מפלדות אל-חלד דופלקסיות קשה יותר מאשר מפלדות אל-חלד אוסטניטיות.
מוליבדן
מוליבדן יכול לשפר את העמידות של נירוסטה בפני קורוזיה וחריצים. כאשר תכולת הכרום בפלדת אל חלד היא לפחות 18%, מוליבדן עמיד פי שלושה בפני קורוזיה וחריצים מאשר כרום בסביבת יוני כלוריד. מוליבדן הוא אלמנט היוצר פריט וגם מגביר את הנטייה של נירוסטה ליצור שלבים בין-מתכתיים. לכן, לפלדות אל-חלד אוסטניטיות יש בדרך כלל תכולת מוליבדן של פחות מ-7.5% ולפלדות אל-חלד דופלקסיות יש תכולת מוליבדן של פחות מ-4%.
חַנקָן
חנקן משפר את העמידות של פלדות אל-חלד אוסטניטיות ודופלקסיות בפני קורוזיה וחריצים. זה גם יכול להגדיל משמעותית את חוזק הפלדה. למעשה זהו האלמנט היעיל ביותר לחיזוק הפתרון המוצק ואלמנט סגסוגת בעלות נמוכה. השיפור בקשיחות של פלדת אל-חלד דופלקסת המכילה חנקן נובע מתכולת האוסטניט הגבוהה יותר ופחות שלב בין-מתכתי. חנקן אינו מונע משקעים של שלבים בין-מתכתיים, אך הוא יכול לעכב היווצרות של שלבים בין-מתכתיים, מה שמאפשר מספיק זמן לעיבוד וייצור של נירוסטה דופלקס. חנקן מתווסף לפלדות אל-חלד אוסטניטיות ודופלקס עמידות מאוד בפני קורוזיה עם תכולת כרום ומוליבדן גבוהה כדי לנטרל את הנטייה שלהן ליצור שלבי סיגמה.
לפלדות אל חלד דופלקס יש בדרך כלל תוספת חנקן ותכולת הניקל מותאמת להשגת איזון פאזות תקין. ניתן להשיג את המבנה הדו-פאזי על ידי איזון היסודות יוצרי פריט כרום ומוליבדן עם היסודות היוצרים אוסטניט ניקל וחנקן.
ניקל
ניקל הוא יסוד המייצב את האוסטניט. ניקל מקדם את הטרנספורמציה של מבנה הגביש של פלדת אל-חלד ממבנה קובי במרכז הגוף (פריט) למבנה קובי במרכז הפנים (אוסטניט). נירוסטה פריטית מכילה מעט ניקל או לא, נירוסטה דופלקסית מכילה ניקל נמוך עד בינוני, כגון 1.5% עד 7%, ונירוסטה אוסטניטית מסדרה 300 מכילה לפחות 6% ניקל. תוספת ניקל מעכבת היווצרות שלבים בין-מתכתיים מזיקים בפלדות אל-חלד אוסטניטיות, אך ההשפעה המעכבת של ניקל בפלדות אל-חלד דופלקסיות היא הרבה פחות יעילה מחנקן. המבנה המעוקב במרכז הפנים מעניק לפלדת אל חלד אוסטניטית קשיחות מעולה. כמעט מחצית מפלדת אל חלד דופלקסית היא אוסטניט, כך שהקשיחות של נירוסטה דופלקס גבוהה משמעותית מזו של נירוסטה פריטית.
אזורי יישום של נירוסטה דופלקס
פלדת אל חלד דופלקס היא חומר רב תכליתי הן בסביבות קורוזיביות מאוד והן כחומרים הנדסיים למבני נירוסטה.
השימושים בו כוללים:
תעשיית הנייר
תעשייה כימית ופטרוכימית
הידרומטלורגיה
חומצות אורגניות ואמצעים קאוסטיים
ציוד לבקרת זיהום
מיכל אחסון כימיקלים
יישומים ימיים וחופים
אביזרי אינסטלציה של מבשלת בירה
