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Von Standard- zu Super-Duplex-Edelstählen: Wie machen sie einen erstaunlichen Sprung in der Korrosionsbeständigkeit?
Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie ist die Nachfrage nach Materialien immer höher geworden. Besonders in Branchen wie der Erdöl-, Chemie- und Bauindustrie sind die Haltbarkeit und Anpassungsfähigkeit von Edelstahl zu Schlüsselfaktoren geworden. Duplex-Edelstahl ist aufgrund seiner einzigartigen Metallstruktur und hervorragenden Eigenschaften zu einem unverzichtbaren Material in diesen Anwendungen geworden. Dieser Artikel befasst sich eingehend mit den Eigenschaften von Duplex-Edelstählen und den erstaunlichen Fortschritten bei der Korrosionsbeständigkeit.
Die Metallstruktur von Duplex-Edelstählen besteht aus zwei Phasen: Austenit und Ferrit, wodurch sie den standardmäßigen austenitischen Edelstählen in Bezug auf Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit überlegen sind.
Struktur und Eigenschaften von Duplex-Edelstahl
Duplex-Edelstahl wird nicht nur wegen seiner Mikrostruktur, sondern auch wegen seiner chemischen Zusammensetzung „Duplex“ genannt. Duplex-Edelstähle haben einen höheren Chromgehalt und einen niedrigeren Nickelgehalt als standardmäßige austenitische Edelstähle, wodurch sie äußerst widerstandsfähig gegen chloridinduzierte Spannungsrisskorrosion und Lochfraß sind.
Konkret liegt der Chromgehalt von Duplex-Edelstahl normalerweise zwischen 20 % und 28 %, der Molybdängehalt kann 5 % erreichen und der Nickelgehalt ist auf weniger als 9 % reduziert. Darüber hinaus werden Duplex-Edelstahl häufig 0,05 % bis 0,50 % Stickstoff zugesetzt, um dessen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit weiter zu verbessern.
Aufgrund ihres geringen Nickelgehalts und ihrer hohen Festigkeit können Duplex-Edelstähle ähnliche Festigkeitseigenschaften in einer dünneren Form bieten, was ihnen erhebliche Materialkostenvorteile verschafft.
Korrosionsbeständigkeitsstandards und -klassen
Auf der Grundlage der Korrosionsbeständigkeit können Duplex-Edelstähle in drei Hauptklassen eingeteilt werden, die durch ihre Korrosionsbeständigkeitsäquivalentzahl (PREN) gekennzeichnet sind:
- Standard-Biphase (PREN-Bereich: 28–38) ist normalerweise EN 1.4462 (Typ 2205), die am häufigsten verwendete Sorte auf dem Markt.
- Superduplex (PREN-Bereich: 38–45) Typischerweise EN 1.4410. Diese Materialien wurden für die spezifischen Anforderungen der Erdöl- und Chemieindustrie entwickelt, wo sie eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit bieten.
- Günstige Biphase (PREN-Bereich: 22–27) wie EN 1.4362, besser geeignet für weniger anspruchsvolle Anwendungen wie das Baugewerbe.
Obwohl Superduplex-Edelstähle Standardprodukte hinsichtlich der Leistung übertreffen, sind sie schwieriger zu verarbeiten, da ein hoher Chrom- und Molybdängehalt zur Bildung intermetallischer Verbindungen führen kann, die die Eigenschaften des Materials beeinträchtigen.
Anwendungsbereich
Duplex-Edelstahl wird aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit in vielen Branchen häufig verwendet und deckt die folgenden Bereiche ab:
- Öl und Erdgas: werden in verschiedenen Geräten wie Durchflussleitungen, Verteilern, Steigleitungen usw. verwendet.
- Bauingenieurwesen: Wird für die Gestaltung von Gebäudefassaden, Brücken, Ufermauern usw. verwendet.
- Chemietechnik: Druckbehälter, Wärmetauscher, Destillationstürme usw.
- Wasseraufbereitung: Entsalzungsanlagen, große Wasserspeicher usw.
Duplex-Edelstahl spielt nicht nur in der Erdöl- und Chemieindustrie eine wichtige Rolle, sondern zeigt auch in vielen Bereichen wie Bauwesen und Umweltschutz eine starke Anpassungsfähigkeit.
Wärmebehandlung und ihre Herausforderungen
Während des Wärmebehandlungsprozesses muss Duplex-Edelstahl schnell auf Raumtemperatur abgekühlt werden, um die Ausfällung intermetallischer Verbindungen zu vermeiden. Dies ist auch ein wichtiger Schritt zur Gewährleistung der Materialleistung. Eine unsachgemäße Wärmebehandlung kann zu einer Verringerung der Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit führen. Daher sind korrekte Behandlungsprozesse von entscheidender Bedeutung.
Mit dem technologischen Fortschritt überwindet Superduplex-Edelstahl nach und nach die Herausforderungen im Verarbeitungsprozess und erzielt in vielen wissenschaftlichen Forschungen Durchbrüche.
Angesichts der ständigen Veränderungen der Marktnachfrage hat die Entwicklung von Duplex-Edelstahl immer mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Fortschritte bei Materialien verbessern nicht nur die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Industrieproduktion, sondern tragen auch zum Umweltschutz und zur Nachhaltigkeit bei. Kann Duplex-Edelstahl auch in Zukunft den Innovationstrend bei Edelstahlmaterialien anführen?
