Legierungsstahl/Hastelloy/Incoloy/Rohr aus chinesischem Lagerbestand Gr2/Ta2 Titanlegierungsrohr

Die Leistung von Duplex-Stahlrohren wird durch ihre einzigartige Austenit- und Ferrit-Zweiphasenstruktur bestimmt. Das Verhältnis jedes Elements muss die Anteile der beiden Phasen ausgleichen (normalerweise beträgt jeder Anteil 40% bis 60%), während die Korrosionsbeständigkeit, die Festigkeit und die Bearbeitbarkeit optimiert werden. Im Folgenden finden Sie die optimale Elementzusammensetzung und eine Funktionsanalyse für typische Duplex-Stahlrohre (z. B. 2205, 2507 usw.): 

I. Elementzusammensetzung von typischen Duplex-Stahlrohren (Beispiele für gängige Sorten)

Bild 1 

II. Das Logik und die Auswirkungen des Verhältnisses der Kernlemente

1. Chrom (Cr) und Nickel (Ni): Die Grundlage für das Zweiphasengleichgewicht

Cr: Als Ferrit-Bildungselement führt ein zu hoher Gehalt zu einer übermäßigen Ferritbildung, wodurch der Stahl spröde wird; ein zu geringer Gehalt verhindert die Bildung eines ausreichenden Passivfilms, was zu einer Abnahme der Korrosionsbeständigkeit führt.

Ni: Als Austenit-Bildungselement muss es mit Cr kombiniert werden, um ein Verhältnis von nahezu 1:1 sicherzustellen. Beispielsweise beträgt in 2205 Ni ≈ 5,5%, Cr ≈ 22,5%, das Gleichgewicht wird mit den Formeln für das "Ni-Äquivalent" und das "Cr-Äquivalent" berechnet:

Cr-Äquivalent (CE) = Cr + Mo + 1,5Si + 0,5Nb (%)

Ni-Äquivalent (NE) = Ni + 30C + 30N + 0,5Mn (%)

Idealerweise sollte CE/NE ≈ 1,0 - 1,2 betragen, um das Zweiphasengleichgewicht sicherzustellen.

2. Molybdän (Mo) und Stickstoff (N): Schlüssel für Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit

Mo: In Medien, die Cl⁻ enthalten (z. B. Meerwasser, chemische Lösungen), kann Mo das Entstehen von Lochfraßkorrosion hemmen. 2507 hat einen höheren Mo-Gehalt (4% - 5%) und hat daher eine bessere Korrosionsbeständigkeit als 2205.

N: Existiert in fester Lösung und verstärkt nicht nur das Austenit, sondern verbessert auch die Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion (Lochfraßindex PREN = Cr + 3,3Mo + 16N, je höher der PREN, desto stärker die Korrosionsbeständigkeit). Beispiel:

Der PREN von 2205 ≈ 40 - 45, geeignet für mäßig korrosive Umgebungen;

Der PREN von 2507 ≈ 45 - 50, geeignet für hochkorrosive Umgebungen (z. B. Marineingenieurwesen, Erdölraffinerie).

3. Kohlenstoff (C): Je niedriger, desto besser

Der Kohlenstoffgehalt von Duplexstahl wird streng auf ≤ 0,03% kontrolliert, um die Bildung von Cr₂₃C₆ bei hohen Temperaturen zu vermeiden, was zu interkristalliner Korrosion führt. Dies ist ein wichtiger Unterschied zu austenitischem Edelstahl (z. B. 304).

4. Mangan (Mn): Ein wirtschaftliches und stabiles Element für Austenit

Die Austenit-Bildungsfähigkeit von Mn ist etwa 1/20 der von Ni, aber es ist billiger und wird oft verwendet, um das Verhältnis einzustellen und die Kaltverformbarkeit des Stahls zu verbessern.

III. Anpassung der Verhältnisse in verschiedenen Anwendungsfällen

Für Anwendungen, die Korrosionsbeständigkeit erfordern (z. B. Schiffsbau und chemische Anlagen): Erhöhen Sie den Gehalt an Mo (4% - 5%) und N (0,25% - 0,3%), beispielsweise im Fall des Duplexstahls 2507.

Für Anwendungen, bei denen die Festigkeit im Vordergrund steht (z. B. Bauteile und Hochdruckleitungen): Erhöhen Sie den Gehalt an N (etwa 0,2%), indem Sie seinen Effekt der Mischkristallhärtung nutzen, während Sie das Verhältnis der beiden Komponenten beibehalten.

Anforderungen an die Schweißbarkeit: Verringern Sie den Gehalt an C und Si und halten Sie Mn unter 1,5%, um ein übermäßiges Wachstum von Ferrit in der Wärmeeinflusszone (HAZ) und die daraus resultierende Sprödigkeit zu verhindern.

IV. Zusammenfassung: Kernprinzipien des optimalen Verhältnisses

Das Elementverhältnis von Duplex-Stahlrohren muss die Bedingung "Zweiphasenbalance, synergistische Optimierung von Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit" erfüllen:

Chrom-Nickel-Balance: Kontrollieren Sie das Verhältnis der beiden Phasen, indem Sie das Cr-Äquivalent / Ni-Äquivalent auf ca. 1,0 - 1,2 setzen;

Molybdän-Stickstoff-Synergie: Passen Sie Mo (2,5% - 5%) und N (0,15% - 0,3%) gemäß der Korrosionsumgebung an, um die Lochfraßbeständigkeit zu verbessern;

Kohlenstoffkontrolle: C ≤ 0,03%, um interkristalline Korrosion zu vermeiden;

Verunreinigungsbegrenzung: Je niedriger der Gehalt an P und S, desto besser sind die Zähigkeit und Schweißbarkeit.

Das spezifische Verhältnis jeder Marke muss in Kombination mit Standards (z. B. ASTM A240, GB/T 21832) und den tatsächlichen Betriebsbedingungen verfeinert werden, um das optimale Gleichgewicht zwischen Leistung und Kosten zu erreichen.

Schlagwörter: Edelstahlrohr, Titanlegierungsstahlrohr, nahtloses Rohr