El acero inoxidable dúplex (DSS) es un tipo de acero inoxidable que contiene partes aproximadamente iguales de ferrita y austenita, y la fase menor generalmente representa al menos el 30%.El DSS normalmente tiene un contenido de cromo entre 18% y 28% y un contenido de níquel entre 3% y 10%.Algunos aceros inoxidables dúplex también contienen elementos de aleación como molibdeno (Mo), cobre (Cu), niobio (Nb), titanio (Ti) y nitrógeno (N).
Esta categoría de acero combina las características de los aceros inoxidables austeníticos y ferríticos.En comparación con los aceros inoxidables ferríticos, el DSS tiene mayor plasticidad y tenacidad, carece de fragilidad a temperatura ambiente y muestra una mejor resistencia a la corrosión intergranular y soldabilidad.Al mismo tiempo, conserva la fragilidad a 475 °C y la alta conductividad térmica de los aceros inoxidables ferríticos y exhibe superplasticidad.En comparación con los aceros inoxidables austeníticos, el DSS tiene mayor resistencia y una resistencia significativamente mejor a la corrosión por tensión intergranular y por cloruros.DSS también posee una excelente resistencia a la corrosión por picaduras y se considera un acero inoxidable que ahorra níquel.
Estructura y tipos
Debido a su estructura de dos fases de austenita y ferrita, donde cada fase representa aproximadamente la mitad, DSS exhibe las características de los aceros inoxidables austeníticos y ferríticos.El límite elástico del DSS oscila entre 400 MPa y 550 MPa, que es el doble que el de los aceros inoxidables austeníticos ordinarios.DSS tiene mayor tenacidad, menor temperatura de transición frágil y resistencia a la corrosión intergranular y soldabilidad significativamente mejoradas en comparación con los aceros inoxidables ferríticos.También conserva algunas propiedades del acero inoxidable ferrítico, como fragilidad a 475 °C, alta conductividad térmica, bajo coeficiente de expansión térmica, superplasticidad y magnetismo.En comparación con los aceros inoxidables austeníticos, el DSS tiene mayor resistencia, especialmente límite elástico, y resistencia mejorada a las picaduras, la corrosión por tensión y la fatiga por corrosión.
El DSS se puede clasificar en cuatro tipos según su composición química: Cr18, Cr23 (libre de Mo), Cr22 y Cr25.El tipo Cr25 se puede dividir en aceros inoxidables estándar y súper dúplex.Entre ellos, los tipos Cr22 y Cr25 son los más utilizados.En China, la mayoría de los grados DSS adoptados se producen en Suecia, incluidos 3RE60 (tipo Cr18), SAF2304 (tipo Cr23), SAF2205 (tipo Cr22) y SAF2507 (tipo Cr25).
Tipos de acero inoxidable dúplex
1. Tipo de baja aleación:Representado por UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N), este acero no contiene molibdeno y tiene un número equivalente de resistencia a las picaduras (PREN) de 24-25.Puede reemplazar AISI 304 o 316 en aplicaciones de resistencia a la corrosión bajo tensión.
2. Tipo de aleación media:Representado por UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), con un PREN de 32-33.Su resistencia a la corrosión está entre AISI 316L y aceros inoxidables austeníticos 6% Mo+N.
3. Tipo de alta aleación:Normalmente contiene un 25% de Cr junto con molibdeno y nitrógeno, a veces cobre y tungsteno.Representado por UNS S32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N), con un PREN de 38-39, este acero tiene mejor resistencia a la corrosión que el 22% Cr DSS.
4. Acero inoxidable súper dúplex:Contiene altos niveles de molibdeno y nitrógeno, representados por UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), que a veces también contiene tungsteno y cobre, con un PREN superior a 40. Es adecuado para condiciones de medios hostiles, ofreciendo excelentes propiedades mecánicas y de corrosión. Propiedades comparables a las de los aceros inoxidables súper austeníticos.
Grados de acero inoxidable dúplex en China
La nueva norma china GB/T 20878-2007 "Calificaciones y composición química del acero inoxidable y resistente al calor" incluye muchos grados DSS, como 14Cr18Ni11Si4AlTi, 022Cr19Ni5Mo3Si2N y 12Cr21Ni5Ti.Además, el conocido acero dúplex 2205 corresponde al grado chino 022Cr23Ni5Mo3N.
Características del acero inoxidable dúplex
Debido a su estructura de dos fases, al controlar adecuadamente la composición química y el proceso de tratamiento térmico, DSS combina las ventajas de los aceros inoxidables ferríticos y austeníticos.Hereda la excelente tenacidad y soldabilidad de los aceros inoxidables austeníticos y la alta resistencia y resistencia a la corrosión por tensión de cloruro de los aceros inoxidables ferríticos.Estas propiedades superiores han hecho que el DSS se haya desarrollado rápidamente como un material estructural soldable desde la década de 1980, volviéndose comparable a los aceros inoxidables martensíticos, austeníticos y ferríticos.DSS tiene las siguientes características:
1. Resistencia a la corrosión por tensión de cloruro:El DSS que contiene molibdeno exhibe una excelente resistencia a la corrosión por tensión de cloruro a niveles de tensión bajos.Mientras que los aceros inoxidables austeníticos 18-8 tienden a sufrir grietas por corrosión bajo tensión en soluciones de cloruro neutro por encima de 60 °C, el DSS funciona bien en entornos que contienen trazas de cloruros y sulfuro de hidrógeno, lo que lo hace adecuado para intercambiadores de calor y evaporadores.
2. Resistencia a la corrosión por picaduras:DSS tiene una excelente resistencia a la corrosión por picaduras.Con el mismo equivalente de resistencia a las picaduras (PRE=Cr%+3,3Mo%+16N%), el DSS y los aceros inoxidables austeníticos muestran potenciales críticos de picaduras similares.La resistencia a la corrosión por picaduras y grietas del DSS, particularmente en los tipos con alto contenido de cromo y nitrógeno, supera la del AISI 316L.
3. Fatiga por corrosión y resistencia a la corrosión por desgaste:DSS funciona bien en ciertos ambientes corrosivos, lo que lo hace adecuado para bombas, válvulas y otros equipos eléctricos.
4. Propiedades mecánicas:DSS tiene alta resistencia y resistencia a la fatiga, con un límite elástico el doble que el de los aceros inoxidables austeníticos 18-8.En estado recocido en solución, su alargamiento alcanza el 25% y su valor de tenacidad AK (muesca en V) supera los 100 J.
5. Soldabilidad:DSS tiene buena soldabilidad con bajas tendencias de agrietamiento en caliente.Por lo general, no se requiere precalentamiento antes de soldar y el tratamiento térmico posterior a la soldadura es innecesario, lo que permite soldar con aceros inoxidables austeníticos 18-8 o aceros al carbono.
6. Trabajo en caliente:El DSS con bajo contenido de cromo (18 % Cr) tiene un rango de temperatura de trabajo en caliente más amplio y una resistencia menor que los aceros inoxidables austeníticos 18-8, lo que permite el laminado directo en placas sin forjar.El DSS con alto contenido de cromo (25% Cr) es un poco más difícil de trabajar en caliente, pero se puede producir en placas, tuberías y alambres.
7. Trabajo en frío:DSS exhibe un mayor endurecimiento por trabajo durante el trabajo en frío que los aceros inoxidables austeníticos 18-8, lo que requiere una mayor tensión inicial para la deformación durante el conformado de tuberías y placas.
8. Conductividad Térmica y Expansión:DSS tiene una conductividad térmica más alta y coeficientes de expansión térmica más bajos en comparación con los aceros inoxidables austeníticos, lo que lo hace adecuado para revestir equipos y producir placas compuestas.También es ideal para núcleos de tubos de intercambiadores de calor, con mayor eficiencia de intercambio de calor que los aceros inoxidables austeníticos.
9. Fragilidad:DSS conserva la tendencia a la fragilidad de los aceros inoxidables ferríticos con alto contenido de cromo y no es adecuado para su uso a temperaturas superiores a 300 °C.Cuanto menor sea el contenido de cromo en DSS, menos propenso será a fases frágiles como la fase sigma.
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Hora de publicación: 29-jul-2024