Guide de l'acier inoxydable duplex

Le développement et l'application de l'acier inoxydable duplex ont connu les première, deuxième et troisième générations du processus de développement de l'acier inoxydable duplex. 7 pour les puits de pétrole et de gaz acides avec les exigences des tuyaux de puits de pétrole et des tuyaux de canalisation, la Suède a développé la deuxième génération de SAF2205 duplex en acier inoxydable. Il se trouve dans une solution de chlorure neutre et les performances de résistance à la corrosion sous contrainte de H2S sont meilleures que 304 l et 306 l d'acier inoxydable austénitique. De plus, en raison de l'azote, la résistance à la corrosion des trous est également très bonne, mais a également une bonne résistance et ténacité, peut être travaillée à froid, à chaud et une bonne soudabilité, c'est donc l'une des plupart des applications de tous les matériaux en acier inoxydable duplex.

SAF2507 Après SAF2205, la Suède a développé la troisième génération d'acier inoxydable super duplex, utilisé dans les milieux agressifs contenant du chlorure. La nuance d'acier PREN (équivalent de piqûres) = 43, la phase ferrite et austénite représentant 50 % de chaque acier Gao Ming, la composition à haute teneur en alumine et à haut équilibre en azote, l'acier présente une résistance élevée à la fissuration par corrosion sous contrainte, à la corrosion par piqûres et à la corrosion caverneuse. La nuance d'acier du pipeline sous-marin a été utilisée dans la mer du Nord.

Acier inoxydable austénitique et ferritique duplex dans une certaine mesure avec les caractéristiques de l'acier inoxydable austénitique et de l'acier inoxydable ferritique, l'acier inoxydable duplex dans l'organisation idéale est la ferrite et l'austénite de 50% chacun avec un contrôle approprié de la composition chimique et du processus de traitement thermique, peut être la bonne ténacité et la soudabilité de l'acier inoxydable austénitique et de l'acier inoxydable ferritique à haute résistance et résistance à la corrosion sous contrainte par les chlorures.

Acier inoxydable duplex ferritique/austénitique meilleure proportion du problème est la clé de sa résistance à la corrosion. Comme Cr, Mo dans la solubilité solide élevée de la ferrite, et la tendance à la solution solide de M et N Yu Zaiao dans l'austénite, donc par rapport à la meilleure proportion de ferritique/austénitique, l'acier inoxydable duplex dans l'augmentation de la phase austénitique réduira les éléments d'alliage tels que Cr, Mo, Ni, le contenu global de la solution solide et réduire la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable; De plus, la teneur en Cr, Mo de la ferrite est facile à précipiter en phase σ et χ, la ténacité réduite du matériau, l'augmentation de la sensibilité à la corrosion sous contrainte.

L'augmentation de la proportion de ferrite est égale à la teneur réduite en Cr, Mo dans la ferrite, peut également réduire la résistance à la corrosion ; La réduction de la phase austénitique, d'une part, peut réduire la résistance aux chocs de l'acier inoxydable duplex, d'autre part, provoquera la précipitation des nitrures. En conséquence, l'organisation de l'acier inoxydable duplex n'est pas seulement liée à la composition mais également à la technologie thermique et de traitement, le contrôle n'est pas bon pour que les propriétés mécaniques du matériau et les performances de résistance à la corrosion, dans une certaine mesure, affectent également l'utilisation d'acier inoxydable duplex.

Corrosion sous contrainte de l'acier inoxydable duplex du principal facteur d'influence pour la concentration en ions Cl, la température, la pression partielle de H2S, la valeur du pH et le niveau de contrainte. Son mécanisme est la membrane de passivation et affecte finalement le comportement de la fissure. À partir de l'angle du matériau, les facteurs d'influence comprennent l'austénitique/ferrite et le niveau des composants, ainsi que la proportion de déformation à froid. Austénite de ferrite par rapport à une sensibilité élevée aux fissures transversales, la fragilité de la phase sigma augmentera considérablement la fragilité de l'acier inoxydable duplex ; La sensibilité aux fissures à gros grains est supérieure à celle de l'esquisse.

L'H2S augmentera significativement l'acier biphasé sur l'absorption des atomes d'hydrogène, d'autre part, augmentera la dissolution de la ferrite dans la zone active, et l'activation/passivation de l'austénite. Une fois que la ferrite à la surface du film de passivation est détruite, il sera difficile de la réparer, ce qui finira par entraîner une corrosion et des fissures locales. Il y a, bien sûr, la catalyse au Cl – lorsqu'il n'y a pas de Cl – dans la solution, cela ne produira pas de corrosion ou de fissures locales.

Norme NACE MR0175 / IS015156-3 aux États-Unis l'utilisation d'acier inoxydable duplex restrictions environnementales plus strictes: pression partielle H2S ≤ 20 kpa, température, valeur pH dans n'importe quelle combinaison. La réglementation actuelle est controversée. De nombreuses expériences prouvent que : à une certaine plage de température, de salinité et de concentration en Cl –, l'acier inoxydable duplex dans un environnement de 0.1 MPa H2S ne craque pas. Les rapports confirment que l'acier inoxydable duplex peut être utilisé pour l'environnement lMPa H2S.

L'acier inoxydable duplex dans le thermoplastique est plus pauvre, la raison en est qu'il s'agit d'un travail à chaud lorsque le comportement à la déformation des phases austénite et ferrite est différent. En raison de deux phases différentes du processus d'adoucissement, le travail à chaud en deux phases produit une répartition non uniforme des contraintes et des déformations, ce qui conduit à la nucléation et à la propagation des fissures interfaciales. Par conséquent, le processus d'extrusion à chaud traditionnel couramment utilisé pour le travail à chaud de l'acier inoxydable duplex.

L'entreprise sidérurgique Kawasaki adopte le perçage Mannesmann et produit avec succès l'acier inoxydable duplex KLC - 22 cr (SAF2205). Réduire la teneur en S dans l'acier, améliorer la capacité de déformation de l'acier ; En ajoutant du Ca, on travaillera avec du S soluble fixé dans l'acier, de manière à améliorer encore la capacité de déformation de l'acier. Dans le même temps, selon l'acier inoxydable duplex dans le laminoir tandem et le laminage automatique du laminoir à tubes, l'écart entre les rouleaux dans l'épaisseur de la paroi du tuyau est facile à étirer même avec des problèmes de perforation, pour formuler le programme de laminage approprié.

L'acier inoxydable duplex est devenu un matériau d'ingénierie important, largement utilisé dans les installations pétrochimiques, offshore et côtières, les équipements pétroliers, la fabrication du papier, la construction navale et la protection de l'environnement. 2507 super duplex en acier inoxydable est développé sur la base de la deuxième génération duplex en acier inoxydable 2205. À l'heure actuelle, il existe SAF2507, UR52N +, Zeron100, S32750, 00Cr25Ni7Mo4N et d'autres nuances. La structure 2507 est composée d'austénite et de ferrite, et les deux d'austénite. La double caractéristique de l'acier inoxydable et de l'acier inoxydable ferritique a un coefficient de dilatation thermique plus faible et une conductivité thermique plus élevée que l'acier inoxydable austénitique.

Son coefficient de corrosion par piqûres (PREN) est supérieur à 40 et il présente une résistance élevée aux piqûres et aux interstices. La corrosion, la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure, la résistance élevée, la résistance élevée à la fatigue, la basse température et la ténacité élevée en même temps, est un acier inoxydable duplex largement utilisé. Ces dernières années, avec l'expansion continue des domaines d'application de l'acier inoxydable duplex, la demande de technologie de soudage a augmenté, ce qui a accéléré le développement de la technologie de soudage. Par conséquent, résumer et discuter des résultats de la recherche sur la soudabilité de l'acier inoxydable super duplex 2507 au pays et à l'étranger a une importance pratique d'ingénierie importante pour l'application de l'acier inoxydable super duplex 2507.

La très faible teneur en C dans la composition chimique de l'acier inoxydable duplex 2507 peut améliorer la soudabilité de l'acier et réduire la tendance à la précipitation des carbures à la limite des grains pendant le traitement thermique, augmenter la résistance à la corrosion intergranulaire, le chrome élevé, le molybdène élevé et plus Teneur en azote, il peut améliorer la résistance à la corrosion, de sorte qu'il a une bonne résistance à la corrosion uniforme telle que l'acide formique, l'acide acétique, le nitrure, etc., résistance à la corrosion par piqûres et résistance à la corrosion sous contrainte.

L'azote est ajouté comme élément d'alliage à l'acier inoxydable, ce qui peut améliorer la stabilité de l'austénite, équilibrer le rapport de phase de l'acier biphasé, augmenter la résistance de l'acier sans affecter la plasticité et la ténacité de l'acier, et remplacer partiellement le Ni dans l'acier inoxydable et réduire le coût, N dans l'acier inoxydable duplex a pour effet de retarder la dispersion et la précipitation des composés intermétalliques et de stabiliser l'austénite.

La structure de l'acier inoxydable duplex 2507 est composée de ferrite et d'austénite. L'austénite est répartie sur la matrice de ferrite en bandes. À des grossissements plus élevés, l'interface entre l'austénite et la ferrite n'est pas lisse et semble irrégulière. Cela montre que pendant le processus de refroidissement après le laminage, l'austénite se forme par nucléation et croissance à l'interface de la ferrite. La présence d'austénite dans la structure de l'acier inoxydable duplex peut réduire la fragilité et la tendance à la croissance des grains de la ferrite à haute teneur en chrome, améliorer la soudabilité et la ténacité, et la ferrite riche en chrome peut augmenter la limite d'élasticité de l'austénite dans l'acier inoxydable.

Résistance à la corrosion intergranulaire et à la corrosion sous contrainte, c'est-à-dire que la structure biphasée en ferrite présente une résistance élevée et une ténacité élevée, mais maintient également une résistance élevée à la fissuration sous contrainte, aux piqûres et à la corrosion caverneuse, en particulier au chlorure et au sulfure. Elle présente une résistance élevée à la fissuration par corrosion sous contrainte, ce qui lui permet de résoudre efficacement le problème de défaillance de longue date de l'acier inoxydable austénitique causé par la corrosion locale.

La méthode de soudage de l'acier inoxydable super duplex 2507 a une large gamme d'applications. Il peut être soudé de diverses manières. L'apport de chaleur de soudage et la vitesse de refroidissement affectent l'équilibre des phases de la ferrite et de l'austénite et les performances du joint soudé. Pour garantir que la soudure a une structure appropriée Exemple comparatif et de bonnes propriétés mécaniques et propriétés de corrosion.

Un apport de chaleur trop faible ou trop important doit être évité pendant le soudage et l'apport de chaleur doit être contrôlé entre 5 et 20 kJ/cm. La limite inférieure doit être supprimée lors du soudage de pièces à paroi mince et la chaleur doit être augmentée de manière appropriée lors du soudage de pièces à paroi épaisse. Entrez, la température entre les pistes ne doit pas dépasser 100°C.

1. Évaluer les exigences de résistance à la corrosion:

   • Pour les environnements marins, les grades super ou hyper duplex sont recommandés.

2. Tenez compte de la résistance mécanique:

   • Les applications avec des charges élevées peuvent nécessiter un duplex standard ou super duplex.

3. Évaluer les contraintes de coûts:

   • Le duplex Lean peut être un choix rentable pour les applications non critiques.

4. Examen des besoins de fabrication:

   • Assurez-vous que la nuance sélectionnée présente une soudabilité et une formabilité appropriées pour l'application prévue.

In acier inoxydable duplex, les principaux éléments sont Cr, Si, Ni, Mn, Mo, C, les éléments des terres rares, etc. Ces éléments d'alliage affectent principalement la structure de l'acier biphasé, puis ont un effet sur les performances de l'acier biphasé. Certains d'entre eux se favorisent mutuellement, et d'autres se restreignent mutuellement. Par conséquent, dans chaque acier biphasé, la détermination des éléments d'alliage et de leur teneur peut répondre à des conditions raisonnables telles que les propriétés mécaniques correspondantes, les propriétés de traitement et la résistance à la corrosion. Dans cette expérience, l'influence de différentes quantités d'ajout de C sur la microstructure, la comparaison des phases, les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable duplex 00Cr22Ni5Mo3N a été comparée pour optimiser la meilleure teneur en C dans l'acier inoxydable duplex.

Il est fondu dans un four à fréquence intermédiaire et versé dans des échantillons de fleurs de prunier. Dans le processus de fusion, la décarburation, la désoxydation et la désulfuration ne peuvent pas être effectuées, c'est pourquoi des matières premières de haute qualité sont utilisées. Ce test utilise de l'acier inoxydable duplex 00Cr22Ni5Mo3N avec différentes teneurs en C, la composition chimique est (fraction massique, %) : Cr22, Ni5, Mo3, N2.5, Cu0.6, Si0.6, Mn0.9, RE0.2, P≤ 0.040, S≤0.020, la teneur en C est de 0.012, 0.022, 0.032, 0.042, 0.052, respectivement.

Français Effectuer un traitement de mise en solution sur l'échantillon avec refroidissement par eau à 1070℃×4h. La microstructure a été observée et photographiée avec un microscope électronique OLYMPUSGX71. L'essai de traction a été effectué sur la machine d'essai universelle électronique à microcontrôle WDW3300. L'essai de dureté est effectué sur le testeur de dureté électronique Brinell HB-3000C. L'essai d'impact à température ambiante est effectué sur la machine d'essai d'impact JBN-300B, et l'échantillon d'impact est un échantillon standard Charpy V-notch. Utiliser le potentiostat CS350273A pour l'essai de corrosion électrochimique. L'essai de corrosion sous contrainte est effectué selon la norme GB/T17898-1999 « Méthode d'essai pour la corrosion sous contrainte de l'acier inoxydable dans une solution bouillante de chlorure de magnésium ». L'échantillon est transformé en un échantillon de corrosion sous contrainte standard avec une machine de découpe de fil.

Les résultats montrent que lorsque C augmente de 0.012 % à 0.052 %, l'austénite augmente légèrement, la ferrite diminue progressivement, la limite d'élasticité et la résistance à la traction changent peu, l'allongement après rupture continue d'augmenter et la réduction de surface est la première Après avoir augmenté, elle fluctue en une petite plage, l'énergie d'absorption des chocs est considérablement réduite et la dureté diminue progressivement. Lorsque la teneur en C est de 0.012 %, les performances requises pour la résistance à la corrosion électrochimique et la résistance à la rupture par corrosion sous contrainte sont les meilleures. Lorsque la teneur en C est de 0.012 %, l'acier inoxydable duplex 00Cr22Ni5Mo3N présente les meilleures performances globales.