Acciaio inossidabile duplex(DSS) si riferisce all'acciaio inossidabile con ferrite e austenite che rappresentano ciascuno circa il 50%. In generale, il contenuto della fase più piccola deve essere almeno del 30%. Nel caso di un basso contenuto di C, il contenuto di Cr è del 18%~28% e il contenuto di Ni è del 3%~10%. Alcuni acciai contengono anche elementi leganti come Mo, Cu, Nb, Ti e N.
Acciaio inossidabile duplexunisce i vantaggi dell'austenite e della ferrite e minimizza gli svantaggi di entrambe le fasi. La composizione dell'acciaio inossidabile duplex con le migliori prestazioni è che il contenuto di ferrite è compreso tra il 60% e il 40% e il contenuto di austenite è compreso tra il 40% e il 60%. Una riduzione sostanziale di uno qualsiasi dei componenti causerà il deterioramento delle prestazioni dell'acciaio duplex. indebolire.
Resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile duplex
Gli acciai inossidabili duplex mostrano un'elevata resistenza alla corrosione nella stragrande maggioranza degli ambienti in cui vengono utilizzati gli acciai inossidabili austenitici standard. Il loro contenuto relativamente elevato di cromo, molibdeno e azoto conferisce loro una buona resistenza alla vaiolatura e alla corrosione da cloruro. Prestazioni di corrosione interstiziale, la struttura a doppia fase è un vantaggio negli ambienti in cui possono verificarsi fessurazioni per corrosione da stress da cloruri.
Se la microstruttura dell'acciaio inossidabile duplex contiene almeno il 30% di ferrite, la sua resistenza alla tensocorrosione da cloruro è molto migliore rispetto all'acciaio inossidabile austenitico 304 o 316.
Gli acciai inossidabili duplex vengono solitamente distinti in base al valore PREN del numero equivalente di resistenza alla vaiolatura. Il numero equivalente di resistenza alla corrosione per vaiolatura descrive la resistenza dell'acciaio inossidabile alla corrosione localizzata in un ambiente contenente cloro.
Il ruolo degli elementi di lega negli acciai inossidabili duplex
Cromo
Il contenuto di cromo nell'acciaio non deve essere inferiore al 10,5% per formare un film di passivazione stabile contenente cromo per proteggere l'acciaio dalla corrosione atmosferica. La resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile aumenta con l'aumentare del contenuto di cromo. Il cromo è un elemento che forma ferrite. L'aggiunta di cromo all'acciaio può favorire la formazione di ferrite con una struttura cubica a corpo centrato. Quando il contenuto di cromo nell'acciaio è maggiore, è necessario aggiungere più nichel per formare una struttura austenite o a doppia fase (ferrite-austenite). Quantità elevate di cromo possono anche favorire la formazione di fasi intermetalliche. Gli acciai inossidabili austenitici hanno un contenuto di cromo di almeno il 16% e gli acciai inossidabili duplex hanno un contenuto di cromo di almeno il 20%. Il cromo può anche aumentare la resistenza all'ossidazione dell'acciaio alle alte temperature. Questo ruolo del cromo è molto importante. Influisce sulla formazione e rimozione delle scaglie di ossido o del colore della tempera dopo il trattamento termico o la saldatura. Il decapaggio e la rimozione del colore di rinvenimento dagli acciai inossidabili duplex sono più difficili che dagli acciai inossidabili austenitici.
Molibdeno
Il molibdeno può migliorare la resistenza dell'acciaio inossidabile alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale. Quando il contenuto di cromo nell'acciaio inossidabile è almeno del 18%, il molibdeno è tre volte più resistente alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale rispetto al cromo in un ambiente con ioni cloruro. Il molibdeno è un elemento che forma ferrite e aumenta anche la tendenza dell'acciaio inossidabile a formare fasi intermetalliche. Pertanto, gli acciai inossidabili austenitici hanno tipicamente un contenuto di molibdeno inferiore a circa il 7,5% e gli acciai inossidabili duplex hanno un contenuto di molibdeno inferiore al 4%.
Azoto
L'azoto migliora la resistenza degli acciai inossidabili austenitici e duplex alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale. Può anche aumentare significativamente la resistenza dell'acciaio. Infatti è l'elemento rinforzante in soluzione solida più efficace e l'elemento di lega a basso costo. Il miglioramento della tenacità dell'acciaio inossidabile duplex contenente azoto è dovuto al suo maggiore contenuto di austenite e alla minore fase intermetallica. L'azoto non impedisce la precipitazione delle fasi intermetalliche, ma può ritardare la formazione di fasi intermetalliche, concedendo tempo sufficiente per la lavorazione e la produzione dell'acciaio inossidabile duplex. L'azoto viene aggiunto agli acciai inossidabili austenitici e duplex altamente resistenti alla corrosione con un elevato contenuto di cromo e molibdeno per contrastare la loro tendenza a formare fasi sigma.
Agli acciai inossidabili duplex generalmente viene aggiunto azoto e il contenuto di nichel viene regolato per ottenere il corretto equilibrio di fase. La struttura a doppia fase può essere ottenuta bilanciando gli elementi formanti ferrite, cromo e molibdeno, con gli elementi formanti austenite, nichel e azoto.
Nichel
Il nichel è un elemento che stabilizza l'austenite. Il nichel favorisce la trasformazione della struttura cristallina dell'acciaio inossidabile da una struttura cubica a corpo centrato (ferrite) a una struttura cubica a facce centrate (austenite). L'acciaio inossidabile ferritico contiene poco o nessun nichel, l'acciaio inossidabile duplex contiene nichel da basso a moderato, ad esempio dall'1,5% al 7%, e l'acciaio inossidabile austenitico serie 300 contiene almeno il 6% di nichel. L'aggiunta di nichel ritarda la formazione di fasi intermetalliche dannose negli acciai inossidabili austenitici, ma l'effetto ritardante del nichel negli acciai inossidabili duplex è molto meno efficace dell'azoto. La struttura cubica a facce centrate conferisce all'acciaio inossidabile austenitico un'eccellente tenacità. Quasi la metà dell’acciaio inossidabile duplex è austenite, quindi la tenacità dell’acciaio inossidabile duplex è significativamente superiore a quella dell’acciaio inossidabile ferritico.
Aree di applicazione dell'acciaio inossidabile duplex
L'acciaio inossidabile duplex è un materiale versatile sia in ambienti altamente corrosivi che come materiali tecnici per strutture in acciaio inossidabile.
I suoi usi includono:
Industria della carta
Industria chimica e petrolchimica
Idrometallurgia
Acidi organici e mezzi caustici
attrezzature per il controllo dell'inquinamento
Serbatoio di stoccaggio chimico
Applicazioni offshore e costiere
Impianti idraulici del birrificio
