פלדה דופלקס: תיאור, מפרטים ותכונות

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

היום, פלדה דופלקסית הופכת יותר ויותר פופולרית. למעשה כל החברות בתחום המטלורגיה עוסקות בייצור סוג זה של סגסוגת אל חלד. תוכל לקרוא עוד על מהי פלדת דופלקס ומה היתרונות שיש לה במאמר זה.

מידע כללי

פלדה דופלקס מוכרת בכל העולם. אילו מאפיינים יש לה? ראשית, החוזק הגבוה של חומר זה מאפשר להפחית את המשקל הסופי של כל מוצר. שנית, הוא מפורסם בעמידות העצומה שלו בפני קורוזיה. זה בולט במיוחד כאשר בוחנים עמידות בפני פיצוח קורוזיה במתח.

כדאי לומר שכרגע חומר הגלם עדיין לא הפך מוכר ליצרנים, ולכן מדי כמה שנים מתקיימים כנסים בהם שוקלים מאמרים טכניים על כל תכונות הפלדה הדופלקסית. עד כה, למרות העניין הרב למדי במוצר מסוג זה, נתח השוק העולמי הוא רק 1-3%.

היסטוריה של התרחשות

ראוי לציין שהרעיון של יצירהפלדת דופלקס נולדה עוד בשנת 1920. אבל החומר הראשון הופיע רק ב-1930 בשוודיה. התפוצה הרחבה והשימוש בחומר גלם זה החל רק בעשור האחרון. הסיבה העיקרית לכך נעוצה בעובדה שבשנים אלו שופרה מאוד טכנולוגיית הייצור. במיוחד, היצרנים הצליחו לשלוט על תכולת החנקן שלהם בצורה מדויקת יותר.

כדי להבין את היתרונות ומדוע נולדה נירוסטה דופלקס, עליך להבין את שני הסוגים העיקריים האחרים.

סגסוגות אוסטניטיות, שהן AISI 304 או 08X18H10, כמו גם דרגות פרוטיות AISI 430 או 12X17, הן די קלות לייצור. כפי שמרמז שמם, הם מורכבים בעיקר מאוסטניט או פריט. למרות שהם בשימוש נרחב, יש להם חסרונות טכניים.

חסרונות של פלדות מסורתיות

אם אנחנו מדברים על פלדות אוסטניטיות, אז החסרונות כוללים חוזק נמוך, כמו גם עמידות נמוכה בפני פיצוח קורוזיה. באשר לחומר הפריטי, חוזקו מעט גבוה יותר, אך עדיין "לא מגיע" לאידיאל. בנוסף, יכולת הריתוך של פלדה מתדרדרת מאוד עם הגדלת עובי החומר, והופכת שבירה למדי בטמפרטורות נמוכות.

חיסרון קטן נוסף של הסגסוגת האוסטניטית הוא תכולת הניקל בהרכב. זה מוביל לעלות גבוהה יותר של המוצר, שכמובן אף צרכן קצה לא מרוצה ממנה.

הטבות דופלקס

הרעיון ליצור נירוסטה דופלקס בא מתוך רצון להשוות את הבסיס הפריטי והאוסטני על מנת לקבל חומר חדש ואיכותי יותר. בערך אותה כמות של פלדה פריטית ואוסטניטית הביאה ליתרונות הבאים:

• חוזק גבוה. טווח חוזק התפוקה ב-0.2% יהיה 400 עד 450 MPa, שהם 150 עד 200 MPa יותר ממה שניתן לראות בסגסוגות אוסטניטיות או פריטיות. זה הוביל לעובדה שניתן להפחית את עובי המוצר, מבלי לאבד חוזק. והירידה בעובי גרמה לירידה במסה הסופית. זה חשוב מאוד בתחום בניית מבנים, מיכלים ומכלי לחץ.
• מהם היתרונות של פלדה דופלקסת מלבד חוזק? יכולת הריתוך של המתכת טובה למדי גם בעוביים גדולים.
• חוזק השפעה גבוהה. הרבה יותר טוב מסגסוגות פריטיות. זה נכון במיוחד כאשר טמפרטורת האוויר הסביבתית יורדת ל-50- ולפעמים ל-80 מעלות צלזיוס.
• עמידות גבוהה בפני פיצוח קורוזיה במתח. חומרים אוסטניטים נוטים מאוד לפגם זה. פרמטר זה ממלא תפקיד חשוב בתעשיות כגון מיכלי בירה, רכזים, מסגרות לבריכה.
• דודי פלדה דופלקסים אמינים הרבה יותר מדודי אוסטניט.

Cracking

רגיל כרגעפלדה כפופה לפגם כמו פיצוח קורוזיה או SCC - Stress Corrosion Cracking. סוג זה של קורוזיה מתרחש בדרך כלל בתנאים מסוימים. הגורם הסיבתי יכול להיות מתח מתיחה חזק, טמפרטורה מוגברת (50 מעלות צלזיוס מעל האפס). ואם מדברים על בריכות שחייה, אז בגלל החשיפה המתמדת למים, קורוזיה מסוג זה יכולה להתרחש אפילו ב-25 מעלות.

דרגות פלדה אוסטניטיות מושפעות למדי מהליקוי הזה. סגסוגת פריטית אמינה יותר בהקשר זה, כמו גם פלדת אל חלד דופלקס a890 3a לפי ASTM וציונים אחרים. מקדם ההתנגדות הגבוה מאפשר שימוש בחומר זה בייצור מחממי מים, מיכלי בירה, מתקני התפלה. כלומר, היכן שיש טמפרטורה מוגברת ומגע עם נוזלים.

אסור לחלוטין לייצר מסגרות לבריכה מפלדות אוסטניטיות רגילות בגלל הפגם הזה. בעבר, היה צורך להשתמש בסגסוגת בעלת תכולת ניקל גבוהה מאוד, מה שהוביל לעלייה בעלות המוצר. כיום ניתן להשתמש בפלדת דופלקס או סופר דופלקס.

חומר דופלקס "סופר" ו-"היפר"

כדאי לומר שאם מוסיפים ניקל לפלדת הכרום הפריטית, ניתן לקבל מבנה בסיס מעורב. כלומר, הוא יכיל גם אוסטניט וגם פריט. כפי שכבר התברר, דווקא תערובת כזו החלה להיקרא חומר דופלקס. הקידומות "סופר" או "היפר" פלדת דופלקס מציינות שחומר הגלם מכילכמות רכיבי הסגסוגת. זה מצביע על עמידות גבוהה אף יותר בפני קורוזיה מאשר חומרים רגילים.

פלדה דופלקסית "סופר" ו"היפר" משמשת די פעיל בציוד לייצור גז. בנוסף, חומרי גלם משמשים בתעשיית המזון, הכימיה, הבנייה ואפילו הרפואה.

חומר ריתוך

למרות יכולת הריתוך הטובה של מוצר זה, יש להקפיד על כללים מסוימים. לפני תחילת הריתוך, שימו לב לדברים הבאים:

• כדי להבטיח איכות טובה של חדירת החומר, הרווח בשורש המפרק וזווית החיתוך של הקצוות צריכים להיות גדולים מעט יותר מאשר עבור פלדה רגילה;
• המפרק, כמו גם את המתכת מסביב למקום הזה, מומלץ לנקות היטב מכל זיהום;
• ניתן להשתמש רק במברשות עשויות חוט מתכת עם עמידות בפני קורוזיה;
• אלקטרודת ריתוך חייבת להיות יבשה.

בזמן ריתוך פלדה דופלקס, פעל לפי הכללים הבאים:

• חשוב מאוד לנטר פרמטר כזה כמו כניסת חום. זה לא צריך להיות נמוך מדי או, להיפך, גבוה מדי. עבור פלדה דופלקס רגילה, יש להקפיד על טווח של 0.5-2.5 kJ/mm במהלך הריתוך. בנוסף, טמפרטורת המעבר צריכה להיות לא יותר מ-200 מעלות צלזיוס.
• לא צריך להופיע סחט בגב הריתוך. כאן חשוב מאוד לבחור את הגז הנכון שיגן על שורש התפר.תערובת הגזים הנפוצה ביותר למטרות הגנה היא ארגון בטוהר גבוה ומימן או חנקן.
• ריתוך צריך להתבצע רק על ידי אדם מוסמך. זאת בשל העובדה שבמקומות של כוויות המתכת תגביר מאוד את הנטייה לקורוזיה, ויש גם סבירות גבוהה לסדקים.
• במהלך הריתוך, אל תבצע רעידות רוחביות רחבות של האלקטרודה. זה יכול להוביל להזנת חום רבה מדי, דבר שיסותר את הכללים.

עבודה לאחר ריתוך

ישנן הנחיות מסוימות שיש לפעול לפי לאחר הריתוך.

• כדי להבטיח הגנה גבוהה מפני קורוזיה של מתכת הריתוך, יש לנקות אותה ביסודיות. יש צורך להסיר לחלוטין את סרט התחמוצת ולהסיר את כל שאריות הסיגים.
• עבודת הצחצוח נעשית רק ביד ורק עם מברשת תיל בעלת תכונות עמידות בפני קורוזיה. אם נעשה שימוש במכשירים מכניים, הדבר עלול להוביל למיקרו-קרעים באזור התפר, מה שיפחית את חוזקו.
• לרוב, אין צורך בטיפול בחום של התפר לאחר הריתוך.

מחסור בחומרי גלם

למרות התפשטות החומר והיתרונות הנראים ברורים ומשמעותיים שלו, הוא עדיין לא זכה להכרה אוניברסלית, וככל הנראה, לעולם לא ייקח את ההובלה בשוק. זה נובע מכמה חסרונות,שכדאי להכיר. בגללם, סגסוגת כזו תמיד תהיה "נישה".

מיד כדאי להתחיל עם החוזק הגבוה של החומר. זה נראה יתרון משמעותי, אבל זה הופך להיות חיסרון עצום כאשר יש צורך בעיבוד מתכת באמצעים מכניים או בלחץ. חסרון נוסף של חוזק גבוה הוא הפחתה חזקה באפשרות של דפורמציה פלסטית. מסיבה זו, חומרי גלם דופלקסים אינם מתאימים למעשה לייצור של מוצרים שחייבים להיות בעלי משיכות גבוהה.

גם כשהפלסטיות, כך נראה, ברמה מקובלת לעבודה, אתה עדיין צריך לעשות מאמצים רבים. מסיבה זו, פלדות דופלקס וסגסוגות עבור אביזרי נפט וגז אינם בשימוש נרחב.

החיסרון הבא הוא המורכבות הטכנולוגית הגדולה של התכת נירוסטה דופלקס. הרבה יותר קל להמיס חומר אוסטני ופריטי. אם טכנולוגיית הייצור מופרת, במיוחד במהלך תהליך הטיפול בחום, ייווצרו שלבים נוספים בחומר בנוסף לאוסטניט ופריט, דבר שאינו רצוי לחלוטין. לרוב, מתרחשת שלב סיגמא או פריכות של 475 מעלות.

שלבים לא רצויים בחומרי גלם

שלב סיגמה נוצר במוצר כזה ב-1000 מעלות צלזיוס ומעלה. בדרך כלל, טמפרטורות אלו מתרחשות אם תהליך הקירור לאחר הריתוך או במהלך הייצור אינו מהיר מספיק. בנוסף, האלמנטים המתגזרים יותר יהיו כלולים בהרכב, ככל שהסבירות להופעת שלב כזה גבוהה יותר. במילים אחרות, יצירת פלדה סופר דופלקס או היפר דופלקס היא קשה ביותר.

באשר לשבירות של 475 מעלות, היא מופיעה במקרה של היווצרות פאזה הנקראת אלפא-stroke. כפי שהשם מרמז, הטמפרטורה המסוכנת ביותר היא 475 מעלות צלזיוס, אך הבעיה יכולה להופיע גם בערכים נמוכים בהרבה, כ-300 מעלות. בשל כך, מוטלת הגבלת טמפרטורה מקסימלית על השימוש במוצרים מסוג זה של חומר גלם. מטבע הדברים, בגלל זה, היקף הפלדה מצטמצם עוד יותר.

בהתבסס על כל האמור לעיל, אנו יכולים להסיק מסקנה כזו. ציוני פלדה דופלקסים הם פתרון טוב ותחליף לחומרים סטנדרטיים, אך בהיקף צר מאוד.

תוצאות

סגסוגת דופלקס נמצאת בשימוש הרבה פחות נרחב מאשר סוגים אחרים של מתכות. עם זאת, זה פופולרי באזורים מסוימים. לרוב הוא משמש בתחום הפטרוכימי, תעשיית הרכב ובייצור בריכות שחייה. יכולת ריתוך מעולה, עמידות בפני קורוזיה ועמידות גבוהה בפני שחיקה הופכים את החומר הזה לממצא אמיתי עבור רבים.