Baja tahan karat dupleks adalah bahan teknik dengan kekuatan tinggi, ketahanan korosi yang sangat baik, dan ekonomis. Ini banyak digunakan dalam petrokimia, teknik kelautan, tenaga nuklir, pengolahan makanan dan bidang lainnya. Blog ini akan memperkenalkan definisi, karakteristik, klasifikasi, aplikasi, dan metode pemilihan bahan baja tahan karat dupleks untuk membantu Anda memilih kelas baja tahan karat yang lebih baik.
Karakteristik dasar baja tahan karat dupleks
Fitur penting dari baja tahan karat dupleks adalah koeksistensi dua struktur kristal, ferit (α-Fe) dan austenit (γ-Fe), dalam struktur mikro, dan keduanya biasanya hidup berdampingan dalam rasio volume yang mendekati 1:1. Struktur dupleks ini dicapai dengan mengontrol secara tepat rasio elemen seperti kromium (Cr), nikel (Ni), dan molibdenum (Mo): kromium adalah elemen pembentuk ferit, dan nikel adalah penstabil austenit. Keseimbangan keduanya memastikan bahwa rasio kedua fasa mendekati 50:50. Penambahan nitrogen semakin menstabilkan fase austenit, sekaligus meningkatkan kekuatan dan ketahanan terhadap korosi.
Dari perspektif kinerja, fase ferit memberikan kekuatan dan ketahanan yang tinggi pada material terhadap retak korosi akibat tegangan klorida, sedangkan fase austenit memberikan ketangguhan dan ketahanan terhadap asam. Efek sinergis ini memungkinkan baja tahan karat dupleks mencapai keseimbangan terbaik antara kekuatan, ketahanan korosi, dan ketangguhan. Sebagai contoh, baja tahan karat austenitik biasa (seperti 304) rentan terhadap retak korosi tegangan di lingkungan ion klorida, sedangkan baja feritik kromium tinggi lebih rapuh. Baja tahan karat dupleks mengatasi kekurangan kedua jenis bahan tersebut. Data pengujian menunjukkan bahwa kekuatan luluh baja tahan karat dupleks dapat mencapai 400-550 MPa, yang lebih dari dua kali lipat dari baja tahan karat 304 (sekitar 205 MPa), sedangkan perpanjangannya tetap pada 25%-40%, yang secara signifikan lebih tinggi daripada baja paduan rendah berkekuatan tinggi.
Dalam hal ketahanan korosi, pitting resistance equivalent (PREN) dari baja tahan karat dupleks dapat dihitung dengan rumus:
PREN= %Cr + 3,3 ×%Mo + 16 ×%N
Ambil kelas 2205 sebagai contoh, Cr 22%, Mo 3%, N 0,15%, nilai PREN-nya mencapai 33-34, yang jauh lebih tinggi daripada baja tahan karat 304 (PREN≈18) dan baja tahan karat 316 (PREN≈24). Lebih penting lagi, baja tahan karat dupleks menunjukkan ketahanan yang kuat terhadap retak korosi tegangan klorida (SCC) - di lingkungan air laut yang mengandung ion klorida, baja tahan karat austenitik biasa dapat retak dalam beberapa bulan, sedangkan baja tahan karat dupleks dapat digunakan dengan aman selama beberapa dekade.
Klasifikasi dan nilai tipikal baja tahan karat dupleks
Saat ini, baja tahan karat dupleks terutama dibagi menjadi empat generasi. Karakteristik dan nilai tipikal setiap generasi adalah sebagai berikut:
Generasi pertama yang mewakili kelas 2205 (S31803) mengandung Cr 22%, Ni 5%, Mo 3%, dan N 0,15%. Formula klasiknya menyeimbangkan ketahanan dan kekuatan korosi dan banyak digunakan pada peralatan kimia dan pipa air laut. Baja super duplex generasi kedua 2507 (S32750) mengandung Cr 25%, Ni 6%, Mo 3.5%, dan N 0.25%. Nilai PREN adalah ≥40, dan ketahanan korosinya lebih kuat. Sangat cocok untuk anjungan lepas pantai dan peralatan LNG. 2507Cu generasi ketiga menambahkan elemen Cu ke 2507 untuk meningkatkan ketahanan korosi celah. Sangat cocok untuk industri asam klorida konsentrasi tinggi dan pembuatan kertas. LDX 2101 kelas ekonomis generasi keempat mengandung nikel rendah (1,5%), mangan tinggi (5,5%), Cr 21%, Mo 0,3%, dan nilai PREN 26-28. Ini digunakan dalam peralatan konstruksi dan perlindungan lingkungan.
Poin kuncinya adalah: generasi pertama dan kedua adalah kelas aplikasi utama. Generasi kedua secara signifikan meningkatkan ketahanan korosi dengan meningkatkan kandungan kromium, molibdenum, dan nitrogen; generasi ketiga dioptimalkan untuk lingkungan korosif tertentu (seperti asam klorida konsentrasi tinggi); generasi keempat mencapai pengendalian biaya dengan mengurangi kandungan nikel.
Aplikasi dan pemilihan material baja tahan karat dupleks
Industri minyak dan gas adalah area aplikasi utama baja tahan karat dupleks. Sistem manifold platform produksi minyak laut dalam menggunakan baja tahan karat dupleks (seperti 2507) untuk menahan korosi air laut (PREN≥40) dan tekanan tinggi (≥600 MPa); lapisan tangki penyimpanan LNG menggunakan 2205 atau 2507, dengan mempertimbangkan ketangguhan suhu rendah (-50 ℃) dan ketahanan terhadap korosi akibat tegangan hidrogen sulfida. Di bidang kimia dan energi, perangkat desulfurisasi basah dan pipa pendingin tenaga nuklir menggunakan 2205 atau 2507 untuk menahan asam sulfat, korosi medium asam fosfat, dan korosi tegangan sulfida suhu tinggi. Di bidang konstruksi dan perlindungan lingkungan, LDX 2101 digunakan untuk pagar pembatas jembatan dan peralatan pengolahan limbah, mengurangi biaya perawatan dengan biaya nikel yang rendah (1.5%) dan ketahanan yang baik terhadap korosi atmosfer / limbah.
Pemilihan material harus fokus pada lingkungan korosif (seperti air laut, asam, konsentrasi ion klorida), sifat mekanik (bantalan tekanan, ketahanan benturan), biaya (kandungan nikel dan penggunaan material) dan persyaratan pemrosesan dan pengelasan. Sebagai contoh, 2507 dengan PREN ≥ 40 lebih disukai di lingkungan air laut; peralatan kimia perlu memilih 2205 atau 2507 sesuai dengan konsentrasi sedang; dan LDX 2101 yang ekonomis dapat digunakan untuk pagar pembatas bangunan. Solusi masalah yang umum meliputi: mengendalikan masukan panas selama pengelasan untuk menghindari penggetasan (menggunakan kawat las yang cocok dan proses pengelasan multi-lapisan multi-lintasan); perawatan permukaan (Ra ≤ 0,8μm) dan desain struktural (menghindari celah) untuk mencegah lubang.
Proses produksi dan poin kualitas
Produksi baja tahan karat dupleks dimulai dengan peleburan. Bahan baku dilebur dalam tungku busur listrik (EAF) dan kemudian dipindahkan ke tungku dekarburisasi oksigen argon (AOD) untuk dekarburisasi, dan kandungan karbon dikontrol pada ≤0,03% (baja super dupleks membutuhkan ≤0,02%). Dekarburisasi oksigen vakum (VOD) selanjutnya mengurangi kotoran, dan setelah pengecoran terus menerus menjadi lempengan, pengerolan panas (1050-1150 ℃) dan pengerolan dingin dilakukan, dan akhirnya anil (pendinginan air 1020-1100 ℃) dilakukan untuk mengembalikan keseimbangan dupleks.
_______________________________________________________________________________________
Daxun Alloy Co, Ltd. menyediakan baja tahan karat dupleks berkualitas tinggi kepada pelanggan di seluruh dunia, termasuk pelat, gulungan, tabung dan batangan, dll., Dengan proses produksi standar dan peraturan yang ketat. Jika proyek Anda membutuhkannya, segera hubungi kami untuk mendapatkan penawaran terbaik.
