LDX 2101 (UNS S32101) ist ein Magerduplex-Edelstahl aus 21,5 % Chrom, 5 %, Mangan, 1,5 % Nickel und 0,45 % Molybdän mit einer Korrosionsbeständigkeit von 304 l und vergleichbar mit 316 l. LDX 2101 besitzt sowohl eine höhere Festigkeit als auch eine höhere Beständigkeit gegen Chlorid-Spannungsrisskorrosion als herkömmliche Edelstähle der Serie 300.
Die verbesserte mechanische Festigkeit von LDX 2101 ermöglicht den Einsatz in dünneren Querschnitten, was dem Endverbraucher erhebliche Kosteneinsparungen bringen kann. LDX 2101 wurde als Allzweckersatz für 304 und 304L mit niedrigem Nickelgehalt entwickelt.
Anträge
- Luftreinhaltung
- Externe Absorber- und Auslasskanalverstärkungen
- Biokraftstoffe
- Biodiesel- und Ethanolanlagen und -tanks
- Chemische Prozessanlagen
- Druckbehälter, Wärmetauscher, Tanks, Rohrleitungssysteme und Tankwagen
- Anlagen für die Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung
- Lagertanks für Palmöl und Wein
- Infrastruktur
- Brücken, Schleusentore, Schleusentore
- Zellstoff und Papier
- Wasserstoffperoxid-Bleichreaktoren, Weißlaugenlagertanks, Fermenter, Waschanlagen, Papiermaschinenteile
- Meerwasser-Aufbereitung
- Entsalzungsanlagen Kammern und Verdampfer
- Wasser- und Abwasseraufbereitung
- Erzaufbereitung
Normen
ASTM.................. A 240ASME.................. SA 240
Allgemeine Eigenschaften
LDX 2101 ist ein nickelarmer, stickstoffverstärkter Magerduplex-Edelstahl, der für den allgemeinen Einsatz entwickelt wurde. Das austenitisch-ferritische (Duplex-) Gefüge der Legierung wird im lösungsgeglühten Zustand zu etwa gleichen Mengen an Ferrit und Austenit ausgeglichen.
Der hohe Chrom- und Stickstoffgehalt von LDX 2101 in Kombination mit einem Zusatz von Molybdän sorgt für eine sehr gute Beständigkeit gegen lokale und gleichmäßige Korrosion. Die Duplex-Mikrostruktur trägt zur hohen Festigkeit und Beständigkeit der Legierungen gegen Chlorid-Spannungsrisskorrosion bei. LDX 2101 besitzt sowohl eine höhere Festigkeit als auch eine höhere Beständigkeit gegen Chlorid-Spannungsrisskorrosion als herkömmliche Edelstähle der Serie 300.
Die Korrosionsbeständigkeit von LDX 2101 ist im Allgemeinen gut, so dass es für den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen geeignet ist. In den meisten Umgebungen ist es Edelstahl 304L überlegen und vergleichbar mit Molybdän, das Edelstahl 316L enthält.
Die verbesserte mechanische Festigkeit von LDX 2101 ist herkömmlichen Edelstählen der Serie 300 weit überlegen, so dass es in dünneren Querschnitten verwendet werden kann, was dem Endverbraucher erhebliche Kosteneinsparungen bieten kann.
LDX 2101 weist eine gute Abrieb- und Erosionsbeständigkeit auf und kann nach Standardverfahren hergestellt werden, die für Duplex-Edelstähle entwickelt wurden.
Chemische Analyse
Typische Werte (Gewichtung %)
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Chrom |
21.0 min. - 22.0 max. |
Nickel |
1.35 min. - 1.70 max. |
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Mangan |
4.00 min. - 6.00 max. |
Molybdän |
0.10 min. - 0.80 max. |
|
Stickstoff |
0.20 min. - 0.25 max. |
Chrom |
0,040 max. |
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Silizium |
1,00 max. |
Phosphor |
0,040 max. |
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Kupfer |
0.10 min. - 0.80 max. |
Stickstoff |
0,030 max. |
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Eisen |
Gleichgewicht* |
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Physikalische Eigenschaften
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Temperatur, °F |
||||
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68 |
200 |
400 |
600 |
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Dichte |
lb/in3 |
0.28 |
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|
Module der Elastizität |
x 10Sup>6 psi |
29 |
28 |
27 |
26 |
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Poissons-Verhältnis |
|
0.3 |
|
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Lineare Ausdehnung |
x 10-6 Zoll/Zoll/°F |
— |
7.2 |
7.5 |
7.5 |
|
Wärmeleitfähigkeit |
Btu/ft/h °F |
8.7 |
9.3 |
9.8 |
10.4 |
|
Wärmekapazität |
J/kg °F |
500 |
530 |
560 |
590 |
|
Elektrischer Widerstand |
Mikro-Ohm•Messgerät |
0.80 |
0.85 |
0.90 |
1.00 |
Mechanische Eigenschaften
Zugeigenschaften (Mindestwerte)
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Mindestwerte |
Typische Werte |
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|
0,2 % Offset-Streckgrenze |
Ksi |
65 |
69 |
|
Zugfestigkeit |
Ksi |
94 |
101 |
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Verlängerung |
% |
30 |
38 |
|
Härte (Brinell) |
HB |
290 (max.) |
225 |
Bemessungs-Spannungszugabe
Einer der Vorteile von stickstoffangereicherten Duplex-Edelstählen ist ihre höhere Festigkeit im Vergleich zu herkömmlichen austenitischen Edelstählen. Dies ermöglicht den Bau von Einheiten mit dünneren Querschnitten. Diese Gewichtseinsparung kann die Material- und Herstellungskosten eines Behälters drastisch senken.
ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Abschnitt VIII, Division 1, Zulässige Spannungswerte, ksi
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Legierung |
200 °F |
300 °F |
400 °F |
500 °F |
600 °F |
|
LDX 2101 |
26.9 |
25.6 |
24.7 |
24.7 |
24.7 |
|
304L |
20.0 |
18.9 |
18.3 |
17.5 |
16.6 |
|
316L |
20.0 |
20.0 |
19.3 |
18.0 |
17.0 |
|
2205 |
25.7 |
24.8 |
23.9 |
23.3 |
23.1 |
|
2304 |
24.0 |
22.5 |
21.7 |
21.3 |
21.0 |
Korrosions-Eigenschaften
Die rostfreien Stähle der Serie 300 werden aufgrund ihrer allgemeinen Korrosionsbeständigkeit in zahlreichen Prozessindustrien eingesetzt. Die Korrosionsbeständigkeit von LDX 2101 ist im Allgemeinen besser als 304L und vergleichbar mit 316L, wodurch es für den Einsatz in einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen geeignet ist.
Beständigkeit gegen Chlorid-Lochfraß
Die Lochfraßbeständigkeit eines austenitischen Edelstahls kann direkt mit der Legierungszusammensetzung in Verbindung gebracht werden, wobei Chrom, Molybdän und Stickstoff einen Gewichtsprozentsatz ausmachen Die Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) verwendet die folgende Formel, um den relativen Lochfraßwiderstand einer Legierung zu messen - je höher die Zahl, desto besser die Lochfraßbeständigkeit.
PREN = %Cr + 3,3 Mo + 30N
Die folgende Tabelle vergleicht den PREN für LDX 2101 mit anderen gängigen Edelstählen.
Lochfraßwiderstand äquivalent PREN = %Cr + 3,3Mo + 30N
Beständigkeit gegen Spaltkorrosion
Der Test der kritischen Spaltkorrosionstemperatur (CCCT) wird häufig verwendet, um die Spaltkorrosionsbeständigkeit verschiedener Legierungen zu vergleichen.
Typische kritische Spaltkorrosionstemperatur nach ASTM G48 Methode F
Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion
Die Chlorid-Spannungsrisskorrosion (SCC) ist eine der schwerwiegendsten Formen der lokalen Korrosion. Höhere Temperaturen und ein niedrigerer pH-Wert erhöhen die Wahrscheinlichkeit von SCC. Das Auftreten von SCC ist einer der häufigsten Gründe für den Ausfall von Edelstahlgeräten. Aufgrund seiner Duplex-Struktur bietet LDX 2101 eine hervorragende Beständigkeit gegen SCC.
Ergebnisse der U-Biege-Prüfung in einer 40%igen CaCl2-Siedelösung (100 °C) für 500 Stunden
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Längs-/Quer |
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LDX 2101 |
Kein SSC |
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304L |
SSC-Rissbildung (<150 Std.) |
Allgemeine Korrosion
Allgemeine Korrosion ist gekennzeichnet als ein gleichmäßiger Angriff auf eine Oberfläche, die mit einem korrosiven Medium in Berührung kommt. Die Beständigkeit gegen gleichmäßige Korrosion in Schwefelsäure ist unten dargestellt. LDX 2101 ist 304L überlegen und in einigen Fällen vergleichbar mit 316L.
Isokorosionskurven, 0,1 mm/Jahr, in Schwefelsäure
