Descrizione dei prodotti
La lega 2205 (UNS S32305/S31803) è una piastra in acciaio inossidabile duplex che offre una combinazione di eccellente resistenza alla corrosione, elevata resistenza e buona tenacità agli urti. Ecco alcuni punti chiave sulla piastra in acciaio inossidabile duplex in lega 2205: la lega 2205 è costituita dal 22% di cromo, dal 3% di molibdeno, dal 5-6% di nichel e dall'azoto come elementi di lega. La microstruttura duplex della lega, con una combinazione equilibrata di fasi di ferrite e austenite, contribuisce alle sue proprietà uniche. La lega 2205 offre una resistenza superiore alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale rispetto agli acciai inossidabili austenitici come 316L o 317L in un'ampia gamma di mezzi corrosivi. Presenta un'eccellente resistenza alla corrosione generale e alla corrosione localizzata, il che lo rende adatto per applicazioni in ambienti aggressivi. La lega 2205 offre un'elevata resistenza, che le consente di resistere a carichi e pressioni pesanti. Dimostra un'eccellente tenacità agli urti, che lo rende resistente alla frattura fragile anche a basse temperature. La lega possiede elevate proprietà di corrosione e fatica da erosione, che la rendono adatta per applicazioni soggette a carichi ciclici e ambienti corrosivi. La lega 2205 ha un'espansione termica inferiore rispetto agli acciai inossidabili austenitici, il che può essere vantaggioso in alcune applicazioni. Presenta anche una maggiore conduttività termica, facilitando un efficiente trasferimento di calore. La piastra in acciaio inossidabile duplex in lega 2205 trova applicazioni in vari settori, tra cui la lavorazione chimica, il petrolio e il gas, la cellulosa e la carta e gli ambienti marini. È comunemente usato in apparecchiature come recipienti a pressione, scambiatori di calore, tubi e componenti strutturali. Come sempre, è importante considerare condizioni operative specifiche e consultare gli ingegneri dei materiali o i produttori di leghe per una guida precisa sull'uso, la fabbricazione e la compatibilità della lega 2205 in particolari applicazioni e ambienti.
Applicazioni
- Recipienti a pressione, serbatoi, tubazioni e scambiatori di calore nell'industria chimica
- Tubazioni, tubi e scambiatori di calore per la movimentazione di gas e petrolio
- Sistemi di depurazione degli effluenti
- Digestori per l'industria della cellulosa e della carta, attrezzature per lo sbiancamento e sistemi di movimentazione delle scorte
- Rotori, ventilatori, alberi e rulli pressa che richiedono una combinazione di robustezza e resistenza alla corrosione
- Cisterne di carico per navi e camion
- Attrezzature per la lavorazione degli alimenti
- Impianti per la produzione di biocarburanti
Standard
ASTM/ASME........... A240 UNS S32205/S31803EURONORM........... 1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3
AFNOR................... Z3 CrNi 22.05 AZ
BACCANO......................... W. Nr 1.4462
Proprietà generali
La piastra in acciaio inossidabile duplex in lega 2205 offre una gamma di proprietà vantaggiose. Ecco alcuni dettagli aggiuntivi:Composizione:La lega 2205 è composta dal 22% di cromo, dal 3% di molibdeno, dal 5-6% di nichel e dall'azoto come elementi di lega. La microstruttura duplex, costituita da fasi di ferrite e austenite, contribuisce alle sue proprietà uniche.
Resistenza alla corrosione:
La lega 2205 offre una resistenza superiore alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale rispetto agli acciai inossidabili austenitici come 316L o 317L nella maggior parte degli ambienti corrosivi.
Presenta un'eccellente resistenza alla corrosione generale e alla corrosione localizzata, il che lo rende adatto a un'ampia gamma di applicazioni.
Proprietà meccaniche:
La resistenza allo snervamento della lega 2205 è circa il doppio di quella degli acciai inossidabili austenitici, consentendo un risparmio di peso e competitività dei costi.
La lega possiede un'elevata resistenza e un'eccellente tenacità agli urti, che la rendono adatta per applicazioni impegnative.
Proprietà di fatica:
La lega 2205 offre elevate proprietà di corrosione e fatica da erosione, che la rendono adatta per applicazioni soggette a carichi ciclici e ambienti corrosivi.
Proprietà termiche:
La lega 2205 ha una minore espansione termica e una maggiore conduttività termica rispetto agli acciai inossidabili austenitici, il che può essere vantaggioso in alcune applicazioni.
Intervallo di temperatura:
La lega 2205 è particolarmente adatta per applicazioni nell'intervallo di temperatura da -50 °F a +600 °F (da -46 °C a +316 °C). Sebbene la lega possa essere presa in considerazione per temperature al di fuori di questo intervallo, potrebbero essere applicate alcune restrizioni, in particolare per le strutture saldate.
La piastra in acciaio inossidabile duplex in lega 2205 trova applicazioni in vari settori, tra cui la lavorazione chimica, il petrolio e il gas, la cellulosa e la carta e gli ambienti marini. È comunemente usato in apparecchiature come recipienti a pressione, scambiatori di calore, tubi e componenti strutturali.
Resistenza alla corrosione
Corrosione generale
A causa del suo elevato contenuto di cromo (22%), molibdeno (3%) e azoto (0,18%), le proprietà di resistenza alla corrosione della piastra in acciaio inossidabile duplex 2205 sono superiori a quelle di 316L o 317L nella maggior parte degli ambienti.
Resistenza alla corrosione localizzata
Il cromo, il molibdeno e l'azoto nella piastra in acciaio inossidabile duplex 2205 forniscono anche un'eccellente resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale anche in soluzioni molto ossidanti e acide.
Resistenza alla tensocorrosione
La microstruttura duplex è nota per migliorare la resistenza alla tensocorrosione degli acciai inossidabili.
La tensocorrosione da cloruri degli acciai inossidabili austenitici può verificarsi quando sono presenti le condizioni necessarie di temperatura, sforzo di trazione, ossigeno e cloruri. Poiché queste condizioni non sono facilmente controllabili, la tensocorrosione è stata spesso un ostacolo all'utilizzo di 304L, 316L o 317L.
Resistenza alla corrosione e alla fatica
La piastra in acciaio inossidabile duplex in lega 2205 combina un'elevata resistenza e un'elevata resistenza alla corrosione per produrre un'elevata resistenza alla fatica da corrosione. Le applicazioni in cui le apparecchiature di lavorazione sono soggette sia a un ambiente aggressivo corrosivo che a un carico ciclico possono trarre vantaggio dalle proprietà della piastra in acciaio inossidabile duplex 2205.
Corrosione generale negli acidi fosforici di processo a umido
|
Tasso di corrosione, ipy |
||||||||
|
Grado |
Soluzione A, 1401/4F |
Soluzione B, 1201/4F |
||||||
|
2205 |
3.1 |
3.9 |
||||||
|
316L |
>200 |
>200 |
||||||
|
904L |
47 |
6.3 |
||||||
|
Composizione, % in peso |
||||||||
|
P2O5 |
Hcl |
HF |
H2SO4 |
Fe2O3 |
Al203 |
SiO2 |
CaO |
MgO |
|
Sol A 54.0 |
0.06 |
1.1 |
4.1 |
0.27 |
0.17 |
0.10 |
0.20 |
0.70 |
|
Sol B 27.5 |
0.34 |
1.3 |
1.72 |
0.4 |
0.001 |
0.3 |
0.02 |
— |
Resistenza alla tensocorrosione
|
|
Ebollizione |
Stoppino |
Ebollizione |
|
Grado |
42% MgCl2 |
Test |
25% NaCl |
|
2205 |
F |
P |
P |
|
254 SMO® |
F |
P |
P |
|
Tipo 316L |
F |
F |
F |
|
Tipo 317L |
F |
F |
F |
|
Lega 904L |
F |
P o F |
P o F |
|
Lega 20 |
F |
P |
P |
(P = Esito positivo, F = Non superato)
Analisi chimica
Valori tipici (% di peso)
|
Carbonio |
Cromo |
Nichel |
Molibdeno |
Azoto |
Altri |
|
0.020 |
22.1 |
5.6 |
3.1 |
0.18 |
S=0.001 |
|
PREN = [Cr%] = 3.3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 34 |
|||||
Proprietà fisiche
|
Temperatura °F |
|
68 |
212 |
392 |
77 pagine |
|
Densità |
libbre/pollici3 |
0.278 |
— |
— |
— |
|
Modulo di elasticità |
PSI x 106 |
27.6 |
26.1 |
25.4 |
24.9 |
|
Espansione lineare (68°F-T) |
10-6/°F |
— |
7.5 |
7.8 |
8.1 |
|
Conducibilità termica |
Btu/h ft°F |
8.7 |
9.2 |
9.8 |
10.4 |
|
Capacità termica |
Btu/lb ft°F |
0.112 |
0.119 |
0.127 |
0.134 |
|
Resistività elettrica |
Ωin x 10-6 |
33.5 |
35.4 |
37.4 |
39.4 |
Proprietà meccaniche
|
|
ASTM A 240 |
Tipico |
|
Resistenza allo snervamento 0,2%, ksi |
65 minuti |
74 |
|
Resistenza alla trazione, ksi |
90 minuti |
105 |
|
Allungamento, % |
25 minuti |
30 |
|
Durezza RC |
32 max. |
19 |
Proprietà di trazione a temperature elevate
|
Temperatura °F |
122 |
212 |
392 |
77 pagine |
|
Resistenza allo snervamento 0,2%, ksi |
60 |
52 |
45 |
41 |
|
Resistenza alla trazione, ksi |
96 |
90 |
83 |
81 |
Struttura
L'analisi chimica della piastra in acciaio inossidabile duplex 2205 è ottimizzata per ottenere una tipica microstruttura da 50 a/50 g dopo il trattamento di solubilizzazione a 1900°/1922°F (1040°/1080°C).
Resistenza alla vaiolatura del cloruro
La resistenza alla vaiolatura di un acciaio inossidabile austenitico può essere correlata direttamente alla composizione della lega, dove cromo, molibdeno e azoto sono una percentuale in peso. Il numero equivalente di resistenza alla vaiolatura (PREN) utilizza la seguente formula per misurare la resistenza relativa alla vaiolatura di una lega: più alto è il numero, migliore è la resistenza alla vaiolatura.
Elaborazione
Stampaggio a caldo
Si consiglia di formare al di sotto di 600°F quando possibile. Quando è richiesta la formatura a caldo, il pezzo deve essere riscaldato in modo uniforme e lavorato nell'intervallo da 1750 a 2250 ° F. La piastra in acciaio inossidabile duplex in lega 2205 è abbastanza morbida a queste temperature e si forma facilmente. Al di sopra di questo intervallo, 2205 è soggetto a hot tearing. Immediatamente al di sotto di questo intervallo, l'austenite diventa sostanzialmente più forte della ferrite e può causare fessurazioni, un pericolo particolare per i bordi "freddi". Al di sotto di 1700°F può verificarsi una rapida formazione di fasi intermetalliche a causa della combinazione di temperatura e deformazione. Ogni volta che viene eseguita la formatura a caldo, dovrebbe essere seguita da una ricottura completa della soluzione a un minimo di 1900 ° F e da una rapida tempra per ripristinare l'equilibrio di fase, la tenacità e la resistenza alla corrosione. L'alleviamento dello stress non è richiesto o raccomandato; tuttavia, se deve essere eseguito, il materiale dovrebbe ricevere una ricottura completa della soluzione a un minimo di 1900 ° F, seguita da un rapido raffreddamento o tempra in acqua.
Formatura a freddo
La piastra in acciaio inossidabile duplex in lega 2205 viene prontamente tranciata e formata a freddo su attrezzature adatte alla lavorazione di acciai inossidabili. Tuttavia, a causa dell'elevata resistenza e del rapido incrudimento della piastra in acciaio inossidabile duplex 2205, sono necessarie forze sostanzialmente superiori a quelle degli acciai austenitici per formarla a freddo. Anche a causa dell'elevata resistenza, è necessario fare un po' più ampio per il ritorno elastico.
Trattamento termico
La piastra in acciaio inossidabile duplex in lega 2205 deve essere ricotto a un minimo di 1900 ° F, seguito da un rapido raffreddamento, idealmente mediante tempra in acqua. Questo trattamento si applica sia alla solubilizzazione che alla distensione. I trattamenti antistress a qualsiasi temperatura più bassa comportano il rischio di precipitazione di fasi intermetalliche o non metalliche dannose.
Lavorabilità
Con utensili in acciaio ad alta velocità, la piastra in acciaio inossidabile duplex 2205 può essere lavorata agli stessi avanzamenti e velocità della lega 316L. Quando si utilizzano utensili in metallo duro, le velocità di taglio devono essere ridotte di circa il 20% rispetto alle velocità della lega 316L. Macchine potenti e un montaggio rigido di utensili e parti sono essenziali.
Saldatura
La piastra in acciaio inossidabile duplex in lega 2205 possiede una buona saldabilità. L'obiettivo della saldatura 2205 è che il metallo di saldatura e la zona termicamente alterata (ZTA) mantengano la resistenza alla corrosione, la forza e la tenacità del metallo di base. La saldatura di 2205 non è difficile, ma è necessario progettare procedure di saldatura che portino a un equilibrio di fase favorevole dopo la saldatura ed evitino la precipitazione di fasi intermetalliche o non metalliche dannose.
La piastra in acciaio inossidabile duplex in lega 2205 può essere saldata da: GTAW (TIG); GMAW (MIG); SMAW (elettrodo "stick"); SEGA; FCW; e PAW.