Ocele · štandardná duplexná nerez (22 % Cr)
Duplex UNS S31500 (3RE60)
Staršia duplexná nerez legovaná kremíkom, vyvinutá pre odolnosť proti koróznemu praskaniu v chloridoch.
Popis materiálu
Duplex UNS S31500 (3RE60) je štandardná duplexná nerez (22 % Cr). Staršia duplexná nerez legovaná kremíkom, vyvinutá pre odolnosť proti koróznemu praskaniu v chloridoch. Dvojfázová austeniticko-feritická štruktúra zabezpečuje vysokú pevnosť pri zachovaní dobrej ťažnosti; materiál je čiastočne magnetický a dodáva sa v rozpúšťacie žíhanom a rýchlo ochladenom stave. Ekvivalent odolnosti proti bodovej korózii PREN je približne 29.
Mechanické a fyzikálne vlastnosti
Hustota
približne 7,8 g/cm³
Teplota tavenia
približne 1350–1450 °C
Pevnosť v ťahu (Rm)
630–800 MPa
Medza klzu (Rp0,2)
min. 440 MPa
Ťažnosť (A)
min. 30 %
Tvrdosť
približne 240–270 HB
Tepelná vodivosť
približne 15–19 W/(m·K)
Max. prevádzková T
približne 250–300 °C (nad 300 °C hrozí krehnutie pri 475 °C a vylučovanie sigma fázy)
Modul pružnosti (E)
približne 200 GPa
Hodnoty sú orientačné (typické priemery). Presné hodnoty závisia od stavu, tepelného spracovania a konkrétnej normy.
Chemické zloženie
C ≤ 0,03 %, Cr 18,0–19,0 %, Ni 4,3–5,2 %, Mo 2,5–3,0 %, Si 1,4–2,0 %
Označenia
- EN / DIN
- X2CrNiMoSi18-5-3
- ASTM / AISI / UNS
- UNS S31500
- ČSN
- orientačne podľa EN
Typické použitie
- výmenníky tepla
- rúrky v rafinériách
- chladiace okruhy
Hlavné vlastnosti
- vysoká odolnosť proti SCC
- dobrá tepelná vodivosť
- stredná odolnosť proti bodovej korózii
Spracovanie
Obrábateľnosť
stredná
Zvariteľnosť
dobrá
Povrchové úpravy
Dostupnosť a cena
Dostupnosť
plechy, tyče a rúrky triedy 1.4462 sú bežne skladom; super a hyper duplexy na objednávku s dlhšou dodacou lehotou
Cena
vysoká
Výhody a nevýhody
Výhody
- vysoká odolnosť proti SCC
- dobrá tepelná vodivosť
- stredná odolnosť proti bodovej korózii
Nevýhody
- obmedzená prevádzková teplota — nad 300 °C krehnutie feritickej fázy
- vyššie rezné sily a horšia obrobiteľnosť než austenitické nerezi
- zváranie vyžaduje kontrolu tepelného príkonu kvôli vyváženiu feritu a austenitu
Typické spracovanie
Aplikácie a použitie
Chemický a petrochemický priemysel
- výmenníky tepla
- rúrky v rafinériách
- chladiace okruhy
Morské a offshore aplikácie
- potrubia na morskú vodu
- telesá čerpadiel
- nosné konštrukcie
Energetika a odsoľovanie
- výmenníky tepla
- kondenzátory
- tlakové nádoby
Obrábanie (CNC parametre)
Obrobiteľnosť
stredná
Rezná rýchlosť
orientačne 50–120 m/min povlakovaným karbidom pri štandardných duplexoch; pri super a hyper duplexoch 30–80 m/min
Nástroj
povlakovaný karbid (TiAlN, AlCrN) s ostrými reznými hranami, pozitívna geometria
Chladenie
vysokotlaká emulzia s dostatočným prietokom — materiál má nízku tepelnú vodivosť
Používajte konštantný posuv a vyhnite sa preruseniu rezu; duplex silno spevňuje za studena, preto nikdy nerežte pod povrchovou spevnenou vrstvou naprázdno.
Zváranie
Zvárateľnosť
dobrá
Vhodné metódy
Tepelný príkon 0,5–2,5 kJ/mm (super duplex max. približne 1,5 kJ/mm), medzihúsenicová teplota do 150 °C. Formovací plyn s dusíkom zlepšuje podiel austenitu v koreni. Predohrev sa nepoužíva, po zvarení sa neaplikuje žíhanie na odstránenie napätia v pásme 475–950 °C.
Povrchové úpravy
Morenie a pasivácia
nutné po zváraní na odstránenie nábehových farieb a obnovenie pasívnej vrstvy
Elektrolytické leštenie
zvyšuje koróznu odolnosť a znižuje drsnosť pre hygienické aplikácie
Tryskanie sklenenými guľôčkami
používajte len nerezové alebo keramické médium, nikdy oceľové
Pokovovanie a lakovanie
materiál je koróziivzdorný sám o sebe
Tepelné spracovanie
Žíhanie
rozpúšťacie žíhanie 1020–1100 °C (super duplexy 1040–1120 °C) s výdržou podľa hrúbky
Kalenie
materiál nie je kaliteľný — pevnosť sa dosahuje chemickým zložením a tvárnením za studena
Popúšťanie
nepoužíva sa
Po žíhaní vždy rýchle ochladenie vo vode, aby sa zabránilo vylúčeniu sigma fázy a chrómových nitridov. Nikdy nevystavujte materiál dlhodobo teplotám 300–1000 °C.
Porovnateľné triedy (ekvivalenty v normách)
| Norma | Označenie |
|---|---|
| EN / DIN | X2CrNiMoSi18-5-3 |
| ASTM / AISI / UNS | UNS S31500 |
| ČSN | orientačne podľa EN |
Dostupnosť a formy
Cenová trieda: €€€
Trieda 1.4462 (2205) je najdostupnejšia; super duplexy 1.4410 a 1.4501 majú dlhšie dodacie lehoty a vyžadujú atest 3.1.
Environmentálne a bezpečnostné poznámky
- plne recyklovateľná
- nižší obsah niklu než austenitické nerezi — menšia environmentálna záťaž
- vyššia pevnosť umožňuje tenšie steny a úsporu materiálu
- dlhá životnosť v agresívnom prostredí znižuje potrebu výmen
Upozornenia pri spracovaní
- pri brúsení a zváraní vzniká dym s obsahom chrómu a niklu — nutné odsávanie
- nepoužívajte v prostredí s dlhodobou teplotou nad 300 °C kvôli riziku krehnutia
- pri manipulácii s veľkými plechmi dbajte na ostré hrany po rezaní