Charakterystyka stali duplex

Pierwszy patent na stal duplex zarejestrowano we Francji już w 1936 roku, ale od tego momentu opracowano już ponad 40 nowych gatunków nierdzewnych stali dwufazowych. Stale nierdzewne duplex łączą w sobie właściwości fizyczne i mechaniczne stali ferrytycznych z odpornością na korozję charakterystyczną dla stali austenicznych. W efekcie otrzymujemy metal wyjątkowo trwały.

Właściwości fizyczne stali duplex wynikają z jej składu chemicznego, a mianowicie wysokiej zawartości chromu (12-32%) i molibdenu (do 5%). Wysoki udział chromu kształtuje ferryt i przekłada się na wytrzymałość stali w wysokich temperatur, ale jednocześnie wymusza użycia domieszek niklu, w celu formowania austenitu i powstania struktury duplex – wyjaśnia nasz rozmówca z firmy Bufab.

Właściwości stali duplex

Pod względem odporności na korozję stal duplex znacząco przewyższa stale nierdzewne i kwasoodporne. Gatunki bazujące na stopie chromu, molibdenu i niklu wykazują zaskakującą odporność na niszczenie nawet w warunkach wysokiego zakwaszenia, z kolei połączenie chromu, molibdenu i azotu daje stal odporną na korozję wżerową oraz powstawanie szczelin konstrukcyjnych (azot polepsza spawalność i opóźnia wydzielanie faz międzymetalicznych). Ponieważ stale austeniczno-ferrytyczne wykazują dobrą odporność na korozję w kwaśnym środowisku, często wykorzystywane są w konstrukcjach przeznaczonych do pracy w kontakcie z chlorkami, kwasem azotowym lub silnymi kwasami organicznymi.

Właściwości użytkowe stali duplex są lepsze niż austenicznych i kwasoodpornych, nieco trudniejsza jest natomiast obróbka. Wysoka twardość sprawia, że do cięcia potrzebne są bardzo mocne maszyny, a specjalne ostrza w trakcie pracy wymagają wydajnego systemu chłodzenia. Bardzo duża wytrzymałość na ścinanie sprawia, że również do tłoczenia stali duplex niezbędne jest użycie dużej siły i zaangażowania doświadczonych pracowników. Natomiast względnie prosta jest obróbka z wykorzystaniem laserów i urządzeń plazmowych, a spawanie często okazuje się łatwiejsze, niż w przypadku stali austenicznych. Wynika to z doskonałej odporności stali duplex na pękanie nawet przy bardzo wysokich temperaturach.

Wykorzystanie stali duplex

Właściwości antykorozyjne stali austeniczno-ferrytycznych sprawiają, że wykonywane z nich produkty wykorzystywane są w najrozmaitszych zastosowaniach. Blachy i elementy złączne ze stali duplex sprawdzają się m.in. w instalacjach odsiarczania spalin i odsalania wody; pręty, odkuwki i części hydrauliczne ze stali duplex używane są w przepompowniach oraz innych złożonych aplikacjach dla ropo- i gazociągów; rury oraz zbiorniki ze stali duplex sprawdzają się w zakładach wytwórstwa biopaliw. Stal dwufazowa coraz częściej stosowana jest również jako zamiennik stali austenicznej w konstrukcjach tworzonych na potrzeby przemysłu spożywczego i chemicznego.