Zgodnie z normą PN-EN 10088-1 stale odporne na korozję to stale zawierając nie mniej niż 10,5% Cr oraz maksymalnie 1,2%C. Stale te ze względu na własności dzieli się na stale żaroodporne, żarowytrzymałe oraz nierdzewne. Ze względu na mikrostrukturę wyróżnia się natomiast stale ferrytyczne, martenzytyczne, austenityczne, ferrytyczno-austenityczne (duplex) oraz stale umacniane wydzieleniowo.
Stale duplex odporne na korozję to stale o dwufazowej strukturze ferrytyczno-austenitycznej. Zawierają powyżej 16% chromu oraz około 5% niklu i 2% molibdenu. Znane są od lat trzydziestych dwudziestego wieku. W stalach tego typu zaliczanych do tzw. pierwszej generacji bardzo duży problemem było ich spawanie. Problem ten wynikał z obecności w złączach dużej ilości ferrytu. Z tego powodu były one kruche oraz mało odporne na korozje. Wprowadzane przez lata ulepszenia sprawiły, że obecnie stanowią one bardzo popularną grupę stali odpornych na korozję.
Stale duplex mają przede wszystkim bardzo dużą odporność na korozję, głównie wżerową, międzykrystaliczną oraz naprężeniową. Dodatkowo cechują się dobrą odpornością na ścieranie oraz erozję. Stale te mają również wysoką granicę plastyczności oraz korzystny stosunek granicy plastyczności go wytrzymałości na rozciąganie. Umożliwia to wykonywanie z nich wyrobów o mniejszym przekroju czynnym, mogą bowiem przenosić większe obciążenia na jednostkę powierzchni. Ich współczynnik rozszerzalności cieplnej jest zbliżony do zwykłych stali węglowy, są także tańsze niż chociażby stale austenityczne, ze względu na obniżoną zawartość drogiego niklu.
Każda z grup stali odpornych na korozję ma swoje wady i zalety. Stale o mikrostrukturze ferrytycznej mają dużą odporność na korozję naprężeniową w środowiskach zawierających jony chloru, są jednak niestety źle spawalne (ze względu na skłonność do rozrostu ziarna oraz wydzielanie się kruchych gaz międzymetalicznych). Z kolei stale odporne na korozję austenityczne są bardzo dobrze spawalne i nie przechodzą w stan kruchy w obniżonych temperaturach, ale mają stosunkowo niskie własności wytrzymałościowe i słabą odporność na korozję naprężeniową.
Praca nad polepszeniem własności stali odpornych na korozję oraz wyeliminowaniem ich wad doprowadziły do stworzenia trzech grup stali: super ferrytycznych, superaustenitycznych oraz stali duplex. Zwiększenie zawartości chromu oraz obniżenie zawartości niklu w klasycznych stalach odpornych na korozję doprowadziło do otrzymania stali zawierających w swojej mikrostrukturze zbliżone ilości ferrytu i austenitu, co pozwoliło na wykorzystanie zalet poszczególnych grup stali i częściową eliminację ich wad.
Ze względu na zmniejszenie podatności stali typu duplex na korozję międzykrystaliczną zawartość węgla w ich składzie została ograniczona od 0.03%. Uniemożliwia to tworzenie się w ich strukturze węglików chromu, które mają bardzo negatywny wpływ na odporność stali na ten typ korozji (tzw. uczulenie stali), szczególnie po procesach spawania. W stalach typu duplex węgiel jest więc traktowany raczej jako zanieczyszczenie, a nie pożądany pierwiastek. Z kolei dodatek azotu jest wskazany, podnosi bowiem wytrzymałość stali, ich spawalność oraz odporność korozyjną. Niezwykle istotnym jest aby skład stali typu duplex zawierał odpowiednio zbilansowane ilości pierwiastków austenitotwóczych (nikiel, azot, miedź) oraz ferrytotwóczych (chrom, molibden, wolfram). W połączeniu z dobrze dobraną obróbką cieplną pozwala to uzyskać drobnoziarnistą stal, zawierającą w mikrostrukturze mniej więcej po tyle samo austenitu co ferrytu, co jest kluczowe aby móc w pełni korzystać z ich zalet.
Indeks ten, jak sama nazwa wskazuje, określa jak bardzo stal odporna jest na korozję wżerową. Stanowi podstawę podziału stali odpornych na korozję typu duplex. Wskaźnik ten, określany skrótem PRE (od angielskiego Pitting Resistance Equivalent), zależy od zawartości w stali chromu, molibdenu i azotu. Stale o PRE powyżej 40 należą do stali bardzo odpornych na korozję, które ,można stosować w najbardziej agresywnych środowiskach.
Stale typu duplex wg normy PN-EN 10088 dzielą się na stale bezmolibdenowe typu 2304 o indeksie PRE wynoszącym około 25 (co odpowiada mniej więcej odporności na korozję wżerową stali austenitycznej typy 316). Druga grupa stali to tzw. standardowe sale duplex o indeksie PRE 30-36, czyli wyższym niż dla stali austenitycznych. Grupa trzecia to stale o podwyższonej zawartości miedzi, natomiast czwarta to tzw. stale super duplex typu 2507. Mają one indeks PRE powyżej 40, czyli należą do grupy stali o najwyżej możliwej odporności na korozję.
Stale tupu duplex mają granicę plastyczności prawie dwukrotnie wyższą niż stale austenityczne, wynosi ona około 500 MPa. W procesach przeróbki plastycznej na zimno jest możliwość podniesienia jej nawet do 1000 MPa. Ważnym aspektem jest również stosunek granicy plastyczności do granicy wytrzymałości, który dla stali duplex wynosi 0.5, podczas gdy dla stali austenitycznych to zaledwie 0.35. Stosunek ten jest bardzo ważnym parametrem konstrukcyjnym. Stale duplex mają dobrą ciągliwość, nawet po spawaniu oraz udarność zbliżoną do stali austenitycznych (chociaż niestety maleje ona dość szybko ze spadkiem temperatury). Mniejsze jest natomiast ich wydłużenie. Przyjmuje się że zakres temperatur pracy stali duplex mieści się pomiędzy -50°C a +300°C. Dolna wartość determinowana jest przez temperaturę przejścia w stan kruchy, górna natomiast przez spadek własności wraz ze wzrostem temperatury.
Rury ze stali duplex znajdują zastosowanie w wielu branżach przemysłu i gospodarki. Dzięki dużej odporności na korozję nadają się do systemów odsiarczania spalin. Nowoczesne instalacje z rurami tego typu umożliwiają zmniejszenie zawartości dwutlenku siarki w spalinach nawet o 90%. Stale typu duplex wykorzystywane są także w środowiskach bogatych w chlor, np. do odsalania wody. Rury ze stali duplex są również bardzo powszechne w gazociągach i ropociągach oraz przy produkcji biopaliw. Ze względu na możliwość ich zamiennego stosowania ze stalami austenitycznymi wykorzystuje się je również w przemyśle chemicznym i spożywczym czy jako elementy wymienników ciepła Stale typu duplex znaleźć można także w znanych na całym świecie konstrukcjach, jak most w porcie w Hongkongu czy dach terminala lotniska Doha (Katar). Rury duplex, a wzasadzie rury spawane sa stosowane w przemyśle. Stal duplex - super duplex to gwarancja najwyższej jakości. Poznaj nasze wyroby ze stali nierdzewnej. Mogłeś nas znależć wpisując: rury duplex, 1 4462, stal duplex, w przemyśle, rury spawane, super duplex.