Keresés
Duplex rozsdamentes acél A (DSS) nagy szilárdsága és kiváló korrózióállósága miatt széles körben használják az olaj- és gáziparban, a vegyiparban és az offshore mérnöki szektorban. A DSS nagy teljesítménye azonban az ausztenit (γ) és ferrit (δ) pontosan kiegyensúlyozott mikroszerkezetén múlik. Ha a DSS-t bizonyos hőmérsékleti tartományokban hosszabb ideig kitéve vagy működtetve, a ferritfázis lebomlik, és különböző "káros fázisokat" vált ki. Ezek a csapadékok súlyosan rontják az anyag mechanikai szívósságát és korrózióállóságát, ami jelentős veszélyt jelent a mérnöki alkalmazások megbízhatóságára.
1. Brittleness Killer: σ és χ fázisok kicsapása
Az összes káros fázis közül kétségtelenül a σ fázis a legismertebb és legpusztítóbb.
Csapadékhőmérséklet-tartomány: A σ fázis elsősorban 600°C és 950°C között csapódik ki, csapadékkinetikája 800°C és 880°C között tetőzik.
Kémiai összetétel: A σ fázis egy krómban (Cr) és molibdénben (Mo) gazdag intermetallikus vegyület. A δ ferrit bomlása vagy az eutektoid bomlási reakció révén jön létre a δ ferrit és a γ ausztenit határfelületén.
Teljesítményhatás: A σ fázis kiválása kétirányú hatással van a DSS mérnöki tulajdonságaira. Először is, maga a σ fázis kemény és rideg fázis. Jelenléte élesen csökkenti az anyag ütőszilárdságát, így alacsony hőmérsékleten vagy feszültségkoncentrációs körülmények között érzékeny a törésre. Másodszor, a kicsapás során a σ fázis jelentős mennyiségű Cr-t és Mo-t fogyaszt a környező δ ferritmátrixból, ami Cr- és Mo-mentesített régiókat eredményez a σ fázis körül. Ezek a kimerült területek jelentősen csökkentik a korrózióállóságot, sérülékenyekké válnak a lyuk- és szemcseközi korrózióval szemben.
A Chi-fázis egy Cr- és Mo-ban gazdag intermetallikus vegyület, amely jellemzően a σ-fázishoz hasonló hőmérséklet-tartományban (700-900 °C) képződik. A χ-fázis azonban jellemzően az öregedés kezdetén előnyösen metastabil fázisként válik ki, csak később alakul át a stabilabb σ fázisba. A tulajdonságokra gyakorolt negatív hatása hasonló a σ fáziséhoz, ami ridegséghez és csökkent korrózióállósághoz vezet.
2. 475°C ridegség: rejtett fenyegetés alacsony hőmérsékleten
A magas hőmérsékletű területeken a σ-fázis mellett a duplex rozsdamentes acél alacsonyabb hőmérsékleten veszélyzónát is tapasztal, amelyet 475 °C-os ridegségnek neveznek.
Csapadékhőmérséklet-tartomány: Ez a jelenség 350°C és 550°C között fordul elő, a csúcsintenzitás 475°C körül van.
Mikromechanizmus: Ebben a hőmérséklet-tartományban a delta-ferrit fázis spinodális bomláson megy keresztül, két nanoméretű ferrit szerkezetre bomlik: egy krómban gazdag α′ fázisra (Cr-ban gazdag α′) és egy krómban szegény α fázisra (Cr-szegény α).
Teljesítményhatás: Ez a nanoméretű fázisszétválasztás jelentősen növeli az anyag keménységét és szilárdságát, de jelentősen csökkenti az ütésállóságát. Míg ez az alacsony hőmérsékletű ridegség kevésbé súlyos és átható, mint a σ fázisú kiválás a korrózióállóság miatt, a krómban gazdag α′ fázis bizonyos közegekben fokozott korróziós érzékenységet is okozhat. Érdemes megjegyezni, hogy a spinodális bomlás jellemzően hosszú öregedési időszakot igényel, de a hidegen megmunkált anyagban felgyorsulhat a csapadékkinetika.
3. Karbonitridek és másodlagos ausztenit
A fent említett elsődleges csapadékokon kívül bizonyos körülmények között más káros fázisok is kialakulhatnak:
Karbidok és nitridek: 550°C és 750°C között króm-karbidok (Cr23C6) vagy nitridek kicsapódhatnak. Bár a modern DSS szén (C) tartalmát jellemzően rendkívül alacsony szinten tartják (≤0,03%), ezek a csapadékok még mindig képződhetnek a szemcsehatárokon, Cr-t fogyasztva, és szemcseközi korrózió kockázatát jelenthetik.
Másodlagos ausztenit (γ2): A σ fázis kiválása során a δ ferrit bomlása egyidejűleg nikkelben gazdag másodlagos ausztenitet (γ2) képez. Míg a γ2 önmagában nem közvetlenül káros fázis, képződési mechanizmusa szorosan összefügg a σ fázis kicsapódásával. Jelenléte a δ ferrit bomlását jelzi, közvetve az anyagtulajdonságok romlását jelzi.
