2205 versus 2507 Duplex roestvrij staal: samenstelling, eigenschappen en selectie

Duplex roestvrij staal in één oogopslag

Duplex roestvast staal combineert een twee-fasenmicrostructuur van ongeveer gelijke delen ferriet en austeniet. De dubbele structuur levert een vloeigrens die ongeveer het dubbele is van die van 304 of 316 austenitische materialen, een goede taaiheid en een uitstekende weerstand tegen chloride-spanningscorrosiescheuren, die gewone austenitische kwaliteiten niet kunnen bieden. De twee werkpaardkwaliteiten van de familie zijn 2205, de standaard duplexkwaliteit, en 2507, de superduplexkwaliteit met hoger chroom, molybdeen en stikstof.

Chemische samenstelling (ASTM A240)

Samenstellingsbereiken per ASTM A240 voor UNS S32205 (2205) en UNS S32750 (2507), in gewichtspercentage:

Element	2205 (S32205)	2507 (S32750)
Koolstof (C)	Maximaal 0,030	Maximaal 0,030
Mangaan (Mn)	Maximaal 2,00	Maximaal 1,20
Silicium (Si)	Maximaal 1,00	Maximaal 0,80
Fosfor (P)	Maximaal 0,030	Maximaal 0,035
Zwavel (S)	Maximaal 0,020	Maximaal 0,020
Chroom (Cr)	22.0-23.0	24.0-26.0
Nikkel (Ni)	4.5-6.5	6.0-8.0
Molybdeen (Mo)	3.0-3.5	3.0-5.0
Stikstof (N)	0.14-0.20	0.24-0.32

Mechanische eigenschappen (ASTM A240)

Eigendom	2205 (S32205)	2507 (S32750)
Opbrengststerkte (0,2% offset)	450 MPa min	550 MPa min
Treksterkte	655 MPa min	795 MPa min
Verlenging	25% min	15% min
Hardheid	293 HBW max	Maximaal 310 pk

Het hogere stikstof- en molybdeengehalte van 2507 verhoogt ook de proefsterkte, zodat dunnere secties vaak kunnen worden vervangen door 2205 of austenitische ontwerpen.

Corrosiebestendigheid en PREN

Het equivalente getal voor putweerstand, PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N, is de standaard screeningsindex voor putweerstand tegen chloride. 2205 bereikt een PREN van ongeveer 34, terwijl 2507 ongeveer 42 bereikt. In zeewater wordt 2205 algemeen aanvaard voor continue onderdompeling tot ongeveer 50 graden C, terwijl 2507 de limiet oplegt tot ongeveer 60 graden C en bovendien bestand is tegen zuur service met waterstofsulfide. Daarom is superduplex gespecificeerd voor offshore-productie, onderzeese apparatuur en rookgasontzwavelingseenheden die agressieve chloride- en zuurstromen verwerken. Beide kwaliteiten zijn veel beter bestand tegen chloridespanningscorrosie dan 304/316, en beide moeten na het warmvormen oplossingsgegloeid worden bij 1020-1100 graden C om de ferriet-austenietbalans te herstellen.

Normen en productvormen

Beide kwaliteiten vallen als plaat en plaat onder ASTM A240, als gelaste en naadloze buizen onder ASTM A789/A790, en als staaf en smeedstukken onder ASTM A276/A182. In het Europese systeem komt 2205 overeen met EN 1.4462 (X2CrNiMoN22-5-3) en 2507 met EN 1.4410 (X2CrNiMoN25-7-4) volgens EN 10088-2 en EN 10088-3. De Japanse standaard JIS G4304/G4305 omvat het type 2205 als SUS329J3L; superduplex heeft geen directe JIS-aanduiding en wordt normaal gesproken gespecificeerd volgens ASTM of EN. Veel voorkomende productvormen zijn plaat, plaat, strip, naadloze en gelaste buizen, buizen, staven, fittingen en smeedstukken.

Selectiebegeleiding

Kies de 2205 voor zeewater-gekoelde warmtewisselaars, chemicaliëntankers, ontziltingsinstallaties, pulpvergisters en algemene chemische verwerking waarbij weerstand tegen chloride en spanningscorrosie nodig is tegen redelijke kosten; 2205 is doorgaans 30-50% goedkoper dan 2507 per ton.

Kies de 2507 voor offshore boven- en onderzeese apparatuur, hoge- chloor- en zuurgasvoorzieningen, FGD-absorbers en processtromen waar de 2205 zou putten.

Voor sterk reducerende zuren of heet zeewater boven de duplexlimieten moet u de prestaties verifiëren door te testen, omdat geen enkele duplexkwaliteit overeenkomt met de corrosieweerstand van legeringen met een hoog-molybdeennikkel--gehalte in de meest agressieve omgevingen.

Veelgestelde vragen

Wat betekent duplex?Duplex roestvrij staal heeft een twee--fasenmicrostructuur van ongeveer 50% ferriet en 50% austeniet, waarbij de hoge sterkte van ferritische staalsoorten wordt gecombineerd met de taaiheid en corrosieweerstand van austenitische staalsoorten.

Wat is het belangrijkste verschil tussen 2205 en 2507?2507 bevat meer chroom, molybdeen en stikstof dan 2205, waardoor de PREN stijgt van ongeveer 34 naar ongeveer 42 en de zeewaterservice wordt uitgebreid van ongeveer 50 graden Celsius naar ongeveer 60 graden Celsius; het heeft ook een hogere vloeigrens (550 MPa versus 450 MPa) en hogere kosten.

Wat is PREN?PREN is het equivalente getal voor putweerstand, PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N, een screeningsindex voor weerstand tegen putcorrosie in chloridemedia. Hogere waarden duiden op een betere weerstand.

Kunnen duplex roestvast staalsoorten worden gelast?Ja. Het lassen wordt uitgevoerd met bijpassende duplexvullers, normaal gesproken 22Cr-9Ni-3Mo type voor 2205 en 25Cr-9Ni-4Mo type voor 2507, met gecontroleerde warmte-inbreng en interpass-temperatuur. Er is geen warmtebehandeling na het lassen vereist.

Hoeveel duurder is 2507 dan 2205?2507 kost doorgaans 30-50% meer dan 2205 vanwege het hogere legeringsgehalte en de veeleisendere verwerking, dus de kwaliteit mag alleen worden gekozen als de omgeving een hogere PREN en sterkte vereist.

Welke duplexkwaliteit moet ik kiezen voor zeewater?Voor continue onderdompeling in zeewater onder ongeveer 50 graden Celsius is 2205 gewoonlijk voldoende; boven die temperatuur, of waar de spleetomstandigheden ernstig zijn, wordt 2507 of een hogere- superduplex-legering aanbevolen.