UNS S32205 / S31803 Duplex-Edelstahlplattenblechstärke 1,0 - 80,0 mm

2205 Duplex-Edelstahl: Ein technischer Überblick

Chemische Zusammensetzung und Mikrostrukturelle Vorteile

• Chromium (Cr): 21-23%. Verbessert die Passivität und die Korrosionsbeständigkeit.
• Nickel (Ni): 4,5 bis 6,5 Prozent. Stabilisiert die austenitische Phase für Zähigkeit und Zähigkeit.
• Molybdän (Mo): 2,5 bis 3,5 Prozent. Steigert die Korrosionsbeständigkeit in chloridreichen Medien.
• Stickstoff (N): 0,08 ∼ 0,20% Ein wichtiges Legierungselement, das das Gitter stärkt, die Ausbeutefestigkeit erhöht und die Korrosionsbeständigkeit weiter erhöht.
• Kohlenstoff (C): ≤0,03%. Minimiert die Karbidniederschlagung während des Schweißens und bewahrt die Duktilität.

Mechanische Leistung: Stärke trifft Zähigkeit

• Zugfestigkeit: ≥ 650 MPa. Fast doppelt so hoch wie bei 304 Edelstahl.
• Leistungsfestigkeit: ≥ 450 MPa. Ermöglicht dünnere Materialkonstruktionen, ohne die strukturelle Integrität zu beeinträchtigen.
• Verlängerung: ≥ 25% Erhält Formbarkeit für komplexe Fabrikationen.
• Stoßfestigkeit: ≥ 100 J bei 0 °C. Es widersteht einem zerbrechlichen Versagen bei niedrigen Temperaturen.

Korrosionsbeständigkeit: Angriff auf aggressive Medien

1. Gruben- und Spaltkorrosion:
   • Überlegen in Meerwasser, Sole und sauren Lösungen aufgrund des hohen Mo- und N-Gehalts.
   • Übertrifft austenitische Stähle in stagnierenden oder sauerstoffarmen Umgebungen (z. B. Wärmetauscher mit schlechtem Durchfluss).
2. Schnittstellen für die Verwendung in Kraftfahrzeugen mit einer Leistung von mehr als 100 W
   • Widerstandsfähig gegen Chlorid-induzierte SCC, ein häufiger Ausfallmodus in Stahl der Baureihe 300. Dies macht es für Offshore-Ölplattformen, Entsalzungsanlagen und chemische Reaktoren geeignet.
3. Oxidative und reduzierende Umgebungen:
   • Stabil in verdünnter Schwefelsäure, Phosphorsäure und alkalischen Lösungen, obwohl konzentrierte Säuren höhere Legierungsklassen erfordern können.

Herstellungs- und Schweißbedarf

• Warmbearbeitung: Bei 1050-1200°C, um Phasenungleichgewicht zu vermeiden; schnelle Abkühlung nach der Formung bewahrt die Duplexstruktur.
• Kaltbearbeitung: Für Bleche und Rohre möglich, jedoch kann eine starke Verformung (z. B. tiefes Ziehen) eine Lösungsbrennung bei 1020-1100 °C zur Verhinderung der Zerbrechlichkeit erfordern.
• Schweißen:
  • Für die Aufrechterhaltung des Phasenausgleichs werden Füllmetalle wie ER2209 (zusammenhängende Zusammensetzung) verwendet.
  • Wärmezufuhr auf < 1,5 kJ/mm begrenzen, um eine übermäßige Ferritbildung zu vermeiden, die die Zähigkeit verringern kann.
  • Nach dem Schweißen sollte die Abkühlung schnell erfolgen (z. B. Wasserlöschung für dünne Abschnitte), um Sigma-Phasenausfälle zu vermeiden.

Industrieanwendungen, bei denen Leistung wichtig ist

• Öl und Gas:
  • Unterwasserleitungen, Brunnenköpfe und Ventile in Umgebungen mit hohem Salzgehalt und H2S-Richtigkeit.
  • Offshore-Plattformen, die Meerwasser und atmosphärischer Korrosion ausgesetzt sind.
• Marine Engineering:
  • Schiffsrümpfe, Propeller und Meereswasserbehandlungssysteme (z. B. Entsalzungsanlagen).
  • Küstenstrukturen, die Salzsprüh und Gezeitenuntertauchen ertragen.
• Chemische Verarbeitung:
  • Reaktoren für organische Säuren, chlorierte Lösungsmittel und petrochemische Zwischenprodukte.
  • Wärmetauscher für pharmazeutische und Lebensmittelanwendungen.
• Energiesektor:
  • Systeme zur Feuchtigkeitsentschwefelung von Rauchgasen (WFGD) in Kraftwerken
  • Komponenten für die Lagerung von Kernabfällen, die eine langfristige Korrosionsbeständigkeit erfordern.

Internationale Normen und Zertifizierung

• ASTM A240/A240M gibt Platte, Blatt und Streifen an.
• EN 10216-5 Deckt nahtlose Rohre für Druckzwecke ab.
• ASME SA-240 gilt für Kessel und Druckbehälter.
• NACE MR0175. Zertifiziert für den Einsatz in sauren Gasumgebungen (H2S ≤ 3,5%).

Vergleichsvorteil: Warum 2205 gegenüber anderen Legierungen?