LDX 2101 (UNS S32101) ist ein Mager-Duplex-Edelstahl mit 21,5 % Chrom, 5 % Mangan, 1,5 % Nickel und 0,45 % Molybdän und einer Korrosionsbeständigkeit von 304L und vergleichbar mit 316L. LDX 2101 besitzt sowohl eine überlegene 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 ermöglichen kann. LDX 2101 wurde als nickelarmer Allzweckersatz für 304 und 304L entwickelt.
Anträge
- Luftreinhaltung
- Externe Verstärkungen des Absorbers und des Auslasskanals
- Biokraftstoffe
- Biodiesel- und Ethanolanlagen und -tanks
- Chemische Prozessanlagen
- Druckbehälter, Wärmetauscher, Tanks, Rohrleitungssysteme und Tankwagen
- Prozessanlagen für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie
- Lagertanks für Palmöl und Wein
- Infrastruktur
- Brücken, Schleusen, Schleusentore
- Zellstoff und Papier
- Wasserstoffperoxid-Bleichreaktoren, Weißlaugen-Lagertanks, Fermenter, Waschmaschinen, Papiermaschinenteile
- Aufbereitung von Meerwasser
- Entsalzungsanlagen, Kammern und Verdampfer
- Wasser- und Abwasseraufbereitung
- Erzaufbereitung
Normen
ASTM.................. A 240ASME.................. SA 240
Allgemeine Eigenschaften
LDX 2101 ist ein nickelarmer, stickstoffverstärkter Mager-Duplex-Edelstahl, der für den allgemeinen Einsatz entwickelt wurde. Das austenitisch-ferritische (Duplex) Gefüge der Legierung wird im lösungsgeglühten Zustand auf etwa gleiche Mengen Ferrit und Austenit ausbalanciert.
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. Das Duplex-Gefüge trägt zur hohen Festigkeit und Beständigkeit der Legierungen gegen Chlorid-Spannungsrisskorrosion bei. LDX 2101 besitzt sowohl eine überlegene Festigkeit als auch eine höhere Beständigkeit gegen Chlorid-Spannungsrisskorrosion als herkömmliche Edelstähle der Serie 300.
Die Korrosionsbeständigkeit von LDX 2101 ist generell gut, so dass es für den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen geeignet ist. In den meisten Umgebungen ist es dem Edelstahl 304L überlegen und vergleichbar mit dem molybdänhaltigen Edelstahl 316L.
Die verbesserte mechanische Festigkeit von LDX 2101 ist herkömmlichen Edelstählen der Serie 300 weit überlegen, so dass es in dünneren Querschnitten eingesetzt werden kann, was dem Endverbraucher erhebliche Kosteneinsparungen ermöglichen kann.
LDX 2101 weist eine gute Abrieb- und Erosionsbeständigkeit auf und kann unter Verwendung von Standardwerkstattverfahren hergestellt werden, die für Duplex-Edelstähle entwickelt wurden.
Chemische Analyse
Typische Werte (Gewicht %)
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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. |
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Stickstoff |
0.20 Min. - 0.25 Max. |
Chrom |
0,040 max. |
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Silizium |
max. 1,00 Uhr |
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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Poisson-Verhältnis |
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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•Meter |
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 % versetzte Streckgrenze |
Ksi |
65 |
69 |
|
Zugfestigkeit |
Ksi |
94 |
101 |
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Verlängerung |
% |
30 |
38 |
|
Härte (Brinell) |
HB |
290 (max.) |
225 |
Design-Spannungsaufmaß
Einer der Vorteile von stickstoffangereicherten Duplex-Edelstählen sind ihre höheren Festigkeiten im Vergleich zu herkömmlichen austenitischen Edelstählen. Dies ermöglicht den Bau von Elementen 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 Edelstähle der Serie 300 werden aufgrund ihrer allgemeinen Korrosionsbeständigkeit in zahlreichen Prozessindustrien in großem Umfang eingesetzt. Die Korrosionsbeständigkeit von LDX 2101 ist im Allgemeinen besser als die von 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 ein Gew.-% sind. Die Lochfraßwiderstandsäquivalentzahl (PREN) verwendet die folgende Formel, um den relativen Lochfraßwiderstand einer Legierung zu messen: Je höher die Zahl, desto besser der Lochfraßwiderstand.
PREN = %Cr + 3,3 Mo + 30 N
Die folgende Tabelle vergleicht den PREN für LDX 2101 mit anderen gängigen Edelstählen.
Lochfraßwiderstand äquivalent PREN = %Cr + 3,3 Mo + 30 N
Korrosionsbeständigkeit im Spalt
Der CCCT-Test (Critical Crevice Corrosion Temperature) wird häufig verwendet, um die Spaltkorrosionsbeständigkeit verschiedener Legierungen zu vergleichen.
Typische kritische Spaltkorrosionstemperatur nach ASTM G48 Methode F
Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion
Chlorid-Spannungsrisskorrosion (SVB) ist eine der schwerwiegendsten Formen der lokalen Korrosion. Höhere Temperaturen und ein reduzierter pH-Wert erhöhen die Wahrscheinlichkeit eines SCC. Das Auftreten von SCC ist eine der häufigsten Ursachen für den Ausfall von Edelstahlgeräten. Aufgrund seiner Duplex-Struktur bietet LDX 2101 eine hervorragende Beständigkeit gegen SCC.
Ergebnisse der U-Biege-Prüfung in einer Siedelösung mit 40 % CaCl2 (100 °C) für 500 Stunden
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Längs-/Querrichtung |
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LDX 2101 |
Kein SSC |
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304L |
SSC-Cracken (<150 Stunden) |
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
