En metalurxia, o aceiro inoxidable é unha aliaxe de aceiro con polo menos un 10,5% de cromo con ou sen outros elementos de aliaxe e un máximo de 1,2% de carbono en masa.Os aceiros inoxidables, tamén coñecidos como aceiros inox ou inox do francés inoxydable (inoxidable), sonaliaxes de aceiroque son moi coñecidos pola súa resistencia á corrosión, que aumenta ao aumentar o contido de cromo.Tamén se pode mellorar a resistencia á corrosión mediante adicións de níquel e molibdeno.A resistencia destas aliaxes metálicas aos efectos químicos dos axentes corrosivos baséase na pasivación.Para que a pasivación se produza e se manteña estable, a aliaxe Fe-Cr debe ter un contido mínimo de cromo dun 10,5% en peso, por encima do cal pode producirse a pasividade e por debaixo é imposible.O cromo pódese usar como elemento endurecedor e úsase con frecuencia cun elemento endurecedor como o níquel para producir propiedades mecánicas superiores.

Duplex de aceiro inoxidable

Como o seu nome indica, os aceiros inoxidables dúplex son unha combinación de dous tipos principais de aliaxes.Teñen unha microestrutura mixta de austenita e ferrita, sendo habitualmente o obxectivo de producir unha mestura 50/50, aínda que, nas aliaxes comerciais, a relación pode ser 40/60.A súa resistencia á corrosión é similar ás dos seus homólogos austeníticos, pero a súa resistencia á corrosión por tensión (especialmente á fisuración por corrosión por tensión por cloruro), resistencia á tracción e límites de fluencia (aproximadamente o dobre do límite de fluencia dos aceiros inoxidables austeníticos) son xeralmente superiores á do austenítico. notas.No aceiro inoxidable dúplex, o carbono mantense en niveis moi baixos (C<0,03%).O contido de cromo oscila entre o 21,00 e o 26,00%, o de níquel entre o 3,50 e o 8,00%, e estas aliaxes poden conter molibdeno (ata un 4,50%).A tenacidade e a ductilidade xeralmente están entre as dos graos austenítico e ferrítico.Os graos dúplex adoitan dividirse en tres subgrupos en función da súa resistencia á corrosión: dúplex magro, dúplex estándar e superdúplex.Os aceiros superdúplex teñen unha maior resistencia e resistencia a todas as formas de corrosión en comparación cos aceiros austeníticos estándar.Os usos comúns inclúen aplicacións mariñas, plantas petroquímicas, plantas desalinizadoras, intercambiadores de calor e a industria de fabricación de papel.Hoxe en día, a industria do petróleo e do gas é o maior usuario e impulsou os graos máis resistentes á corrosión, o que leva ao desenvolvemento de aceiros superdúplex.

A resistencia do aceiro inoxidable aos efectos químicos dos axentes corrosivos baséase na pasivación.Para que a pasivación se produza e se manteña estable, a aliaxe Fe-Cr debe ter un contido mínimo de cromo dun 10,5% en peso, por encima do cal pode producirse a pasividade e por debaixo é imposible.O cromo pódese usar como elemento endurecedor e úsase con frecuencia cun elemento endurecedor como o níquel para producir propiedades mecánicas superiores.

Aceiros inoxidables dúplex - SAF 2205 - 1.4462

Un aceiro inoxidable dúplex común é SAF 2205 (unha marca rexistrada de Sandvik para un aceiro inoxidable dúplex 22Cr (ferrítico-austenítico)), que normalmente contén un 22% de cromo e un 5% de níquel.Ten unha excelente resistencia á corrosión e alta resistencia, 2205 é o aceiro inoxidable dúplex máis utilizado.As aplicacións do SAF 2205 están nas seguintes industrias:

• Transporte, almacenamento e procesamento químico
• Equipos de procesamento
• Medios mariños e altos cloruros
• Exploración de petróleo e gas
• Máquinas de papel

Propiedades do aceiro inoxidable dúplex

As propiedades dos materiais son propiedades intensivas, o que significa que son independentes da cantidade de masa e poden variar dun lugar a outro dentro do sistema en calquera momento.A ciencia dos materiais consiste en estudar a estrutura dos materiais e relacionalos coas súas propiedades (mecánicas, eléctricas, etc.).Unha vez que os científicos de materiais coñecen esta correlación estrutura-propiedade, poden pasar a estudar o rendemento relativo dun material nunha aplicación determinada.Os principais determinantes da estrutura dun material e, polo tanto, das súas propiedades son os seus elementos químicos constituíntes e como foi transformado na súa forma final.

Propiedades mecánicas do aceiro inoxidable dúplex

Os materiais son frecuentemente elixidos para varias aplicacións porque teñen combinacións desexables de características mecánicas.Para aplicacións estruturais, as propiedades dos materiais son cruciais e os enxeñeiros deben telas en conta.

Resistencia do aceiro inoxidable dúplex

Na mecánica dos materiais, oresistencia dun materialé a súa capacidade para soportar unha carga aplicada sen falla nin deformación plástica.A resistencia dos materiais considera a relación entre as cargas externas aplicadas a un material e a deformación ou cambio nas dimensións do material resultante.A resistencia dun material é a súa capacidade para soportar esta carga aplicada sen falla ou deformación plástica.

Resistencia máxima á tracción

A máxima resistencia á tracción do aceiro inoxidable dúplex - SAF 2205 é de 620 MPa.

Oresistencia máxima á traccióné o máximo da enxeñaríacurva tensión-deformación.Corresponde á tensión máxima soportada por unha estrutura en tensión.A resistencia á tracción final adoita reducirse a "resistencia á tracción" ou "a máxima".Se se aplica e se mantén esta tensión, producirase unha fractura.Moitas veces, este valor é significativamente máis que a tensión de fluencia (ata un 50 a 60 por cento máis que o rendemento para algúns tipos de metais).Cando un material dúctil alcanza a súa resistencia máxima, experimenta un pescozo onde a área da sección transversal se reduce localmente.A curva tensión-deformación non contén un esforzo superior á resistencia final.Aínda que as deformacións poden seguir aumentando, a tensión normalmente diminúe despois de acadar a resistencia máxima.É unha propiedade intensiva;polo tanto, o seu valor non depende do tamaño da mostra de proba.Non obstante, depende doutros factores, como a preparación da mostra, a presenza ou non de defectos na superficie e a temperatura do ambiente e do material da proba.A resistencia máxima á tracción varía de 50 MPa para o aluminio ata 3000 MPa para o aceiro de moi alta resistencia.

Resistencia de rendemento

O límite de fluencia do aceiro inoxidable dúplex - SAF 2205 é de 440 MPa.

Opunto de rendementoé o punto acurva tensión-deformaciónque indica o límite do comportamento elástico e o comportamento plástico inicial.O límite de fluencia ou límite de fluencia é a propiedade do material definida como a tensión á que un material comeza a deformarse plásticamente.Pola contra, o límite de fluencia é o punto onde comeza a deformación non lineal (elástica + plástica).Antes do límite de fluencia, o material deformarase elásticamente e volverá á súa forma orixinal cando se elimine a tensión aplicada.Unha vez superado o límite de fluencia, algunha fracción da deformación será permanente e irreversible.Algúns aceiros e outros materiais presentan un comportamento denominado fenómeno de límite de fluencia.Os límites de fluencia varían de 35 MPa para aluminio de baixa resistencia a máis de 1400 MPa para aceiro de alta resistencia.

Módulo de elasticidade de Young

O módulo de elasticidade de Young do aceiro inoxidable dúplex - SAF 2205 é de 200 GPa.

Módulo de elasticidade de Youngé o módulo de elasticidade das tensións de tracción e compresión no réxime de elasticidade lineal dunha deformación uniaxial e normalmente avalíase mediante ensaios de tracción.Ata limitar a tensión, un corpo poderá recuperar as súas dimensións ao retirar a carga.As tensións aplicadas fan que os átomos dun cristal se movan da súa posición de equilibrio, e todos os elementosátomosdesprázanse na mesma cantidade e manteñen a súa xeometría relativa.Cando se eliminan as tensións, todos os átomos volven ás súas posicións orixinais e non se produce ningunha deformación permanente.Dacordo conLei de Hooke, a tensión é proporcional á deformación (na rexión elástica), e a pendente é o módulo de Young.O módulo de Young é igual á tensión lonxitudinal dividida pola deformación.

A dureza do aceiro inoxidable dúplex

A dureza Brinell dos aceiros inoxidables dúplex - SAF 2205 é de aproximadamente 217 MPa.

En ciencia de materiais,durezaé a capacidade de soportar a sangría da superficie (deformación plástica localizada) e o rascado.A dureza é probablemente a propiedade do material máis mal definida porque pode indicar resistencia ao rascado, á abrasión, á indentación ou mesmo á resistencia á conformación ou á deformación plástica localizada.A dureza é importante desde o punto de vista da enxeñaría porque a resistencia ao desgaste por fricción ou erosión por vapor, aceite e auga xeralmente aumenta coa dureza.

Ensaio de dureza Brinellé unha das probas de dureza de sangría desenvolvidas para probas de dureza.Nas probas Brinell, un penetrador duro e esférico é forzado baixo unha carga específica na superficie do metal que se vai probar.A proba típica usa unha bola de aceiro endurecido de 10 mm (0,39 polgadas) de diámetro como penetrador cunha forza de 3.000 kgf (29,42 kN; 6.614 lbf).A carga mantense constante durante un tempo especificado (entre 10 e 30 s).Para materiais máis brandos, utilízase unha forza menor;para materiais máis duros, unha bola de carburo de tungsteno substitúese pola bola de aceiro.

A proba proporciona resultados numéricos para cuantificar a dureza dun material, que se expresa mediante o número de dureza Brinell - HB.O número de dureza Brinell é designado polas normas de proba máis comúnmente utilizadas (ASTM E10-14[2] e ISO 6506–1:2005) como HBW (H pola dureza, B por Brinell e W polo material do indentador, wolframio). (wolfram) carburo).Nas normas antigas utilizábase HB ou HBS para referirse a medicións feitas con penetradores de aceiro.

O número de dureza Brinell (HB) é a carga dividida pola superficie da sangría.O diámetro da impresión mídese cun microscopio cunha escala superposta.O número de dureza de Brinell calcúlase a partir da ecuación:

Existen varios métodos de proba de uso común (por exemplo, Brinell,Knoop,Vickers, eRockwell).Existen táboas dispoñibles que correlacionan os números de dureza dos diferentes métodos de proba nos que a correlación é aplicable.En todas as escalas, un alto número de dureza representa un metal duro.

Propiedades térmicas do aceiro inoxidable dúplex

As propiedades térmicas dos materiais refírense á resposta dos materiais aos cambios nos seustemperaturae a aplicación decalor.Como un sólido absorbeenerxíaen forma de calor, sobe a súa temperatura e aumentan as súas dimensións.Pero diferentes materiais reaccionan á aplicación de calor de forma diferente.

Capacidade calorífica,expansión térmica, econdutividade térmicaadoitan ser críticos no uso práctico dos sólidos.

Punto de fusión do aceiro inoxidable dúplex

O punto de fusión do aceiro inoxidable dúplex - SAF 2205 é de aproximadamente 1450 °C.

En xeral, a fusión é un cambio de fase dunha substancia da fase sólida á líquida.Opunto de fusióndunha substancia é a temperatura á que se produce este cambio de fase.O punto de fusión tamén define unha condición onde o sólido e o líquido poden existir en equilibrio.

Condutividade térmica do aceiro inoxidable dúplex

A condutividade térmica dos aceiros inoxidables dúplex - SAF 2205 é de 19 W/(m. K).

As características de transferencia de calor do material sólido mídense mediante unha propiedade chamadacondutividade térmica, k (ou λ), medida en W/mK Mide a capacidade dunha substancia para transferir calor a través dun material mediantecondución.Teña en conta queLei de Fourieraplícase a toda a materia, independentemente do seu estado (sólido, líquido ou gas).Polo tanto, tamén se define para líquidos e gases.

Ocondutividade térmicada maioría dos líquidos e sólidos varía coa temperatura, e para os vapores, tamén depende da presión.En xeral:

A maioría dos materiais son case homoxéneos, polo que normalmente podemos escribir k = k (T).As definicións similares están asociadas con condutividades térmicas nas direccións y e z (ky, kz), pero para un material isótropo, a condutividade térmica é independente da dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.