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Duplex Edelstahl 2205

Produktbeschreibung

Alloy 2205 (UNS S32305/S31803) ist eine Duplex-Edelstahlplatte, die eine Kombination aus ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, hoher Festigkeit und guter Schlagzähigkeit bietet. Hier sind einige wichtige Punkte zu Alloy 2205 Duplex-Edelstahlplatten: Alloy 2205 besteht aus 22 % Chrom, 3 % Molybdän, 5-6 % Nickel und Stickstoff als Legierungselemente. Das Duplex-Gefüge der Legierung mit einer ausgewogenen Kombination aus Ferrit- und Austenitphasen trägt zu ihren einzigartigen Eigenschaften bei. Die Legierung 2205 bietet im Vergleich zu austenitischen Edelstählen wie 316L oder 317L in einer Vielzahl von korrosiven Medien eine überlegene Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion. Es weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen allgemeine Korrosion und lokale Korrosion auf und eignet sich daher für Anwendungen in aggressiven Umgebungen. Die Legierung 2205 bietet eine hohe Festigkeit, die es ihr ermöglicht, hohen Belastungen und Drücken standzuhalten. Es weist eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit auf, wodurch es auch bei niedrigen Temperaturen resistent gegen Sprödbruch ist. Die Legierung verfügt über hohe Korrosions- und Erosionsermüdungseigenschaften und eignet sich daher für Anwendungen, die zyklischen Belastungen und korrosiven Umgebungen ausgesetzt sind. Die Legierung 2205 weist im Vergleich zu austenitischen Edelstählen eine geringere Wärmeausdehnung auf, was in bestimmten Anwendungen von Vorteil sein kann. Es weist auch eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf, was eine effiziente Wärmeübertragung ermöglicht. Die Duplex-Edelstahlplatte der Legierung 2205 findet Anwendung in verschiedenen Branchen, darunter in der chemischen Verarbeitung, in der Öl- und Gasindustrie, in der Zellstoff- und Papierindustrie sowie in der Schifffahrt. Es wird häufig in Geräten wie Druckbehältern, Wärmetauschern, Rohren und Strukturbauteilen verwendet. Wie immer ist es wichtig, spezifische Betriebsbedingungen zu berücksichtigen und sich mit Werkstoffingenieuren oder Legierungsherstellern zu beraten, um genaue Anleitungen zur Verwendung, Herstellung und Kompatibilität von Alloy 2205 in bestimmten Anwendungen und Umgebungen zu erhalten.

 

Anträge

  • Druckbehälter, Tanks, Rohrleitungen und Wärmetauscher in der chemischen Prozessindustrie
  • Rohrleitungen, Schläuche und Wärmetauscher für den Umschlag von Gas und Öl
  • Systeme zur Abwasserreinigung
  • Fermenter, Bleichanlagen und Lagerverwaltungssysteme für die Zellstoff- und Papierindustrie
  • Rotoren, Lüfter, Wellen und Presswalzen, die eine Kombination aus Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern
  • Ladetanks für Schiffe und LKW
  • Anlagen für die Lebensmittelverarbeitung
  • Biokraftstoff-Anlagen

Normen

ASTM/ASME........... A240 UNS S32205/S31803
EURONORM........... 1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3
AFNOR................... Z3 CrNi 22.05 AZ
GETÖSE......................... W. Nr 1.4462

Allgemeine Eigenschaften

 Die Duplex-Edelstahlplatte der Legierung 2205 bietet eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften. Hier sind einige zusätzliche Details: Zusammensetzung: Die Legierung 2205 besteht aus 22 % Chrom, 3 % Molybdän, 5-6 % Nickel und Stickstoff als Legierungselemente. Das Duplex-Gefüge, bestehend aus Ferrit- und Austenitphase, trägt zu seinen einzigartigen Eigenschaften bei.

Korrosionsbeständigkeit:

Die Legierung 2205 bietet im Vergleich zu austenitischen Edelstählen wie 316L oder 317L in den meisten korrosiven Umgebungen eine überlegene Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion.

Es weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen allgemeine Korrosion und lokale Korrosion auf und eignet sich daher für eine Vielzahl von Anwendungen.

Mechanische Eigenschaften:

Die Streckgrenze von Alloy 2205 ist etwa doppelt so hoch wie die von austenitischen Edelstählen, was Gewichtseinsparungen und Kostenwettbewerbsfähigkeit ermöglicht.

Die Legierung besitzt eine hohe Festigkeit und eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit, wodurch sie für anspruchsvolle Anwendungen geeignet ist.

Ermüdungseigenschaften:

Die Legierung 2205 bietet hohe Korrosions- und Erosionsermüdungseigenschaften und eignet sich daher für Anwendungen, die zyklischen Belastungen und korrosiven Umgebungen ausgesetzt sind.

Thermische Eigenschaften:

Die Legierung 2205 hat im Vergleich zu austenitischen Edelstählen eine geringere Wärmeausdehnung und eine höhere Wärmeleitfähigkeit, was in bestimmten Anwendungen von Vorteil sein kann.

Temperaturbereich:

Die Legierung 2205 eignet sich besonders für Anwendungen im Temperaturbereich von -46 °C bis +316 °C (-50 °F bis +600 °F). Während die Legierung für Temperaturen außerhalb dieses Bereichs in Betracht gezogen werden kann, können einige Einschränkungen gelten, insbesondere für geschweißte Strukturen.

Die Duplex-Edelstahlplatte der Legierung 2205 findet Anwendung in verschiedenen Branchen, darunter in der chemischen Verarbeitung, in der Öl- und Gasindustrie, in der Zellstoff- und Papierindustrie sowie in der Schifffahrt. Es wird häufig in Geräten wie Druckbehältern, Wärmetauschern, Rohren und Strukturbauteilen verwendet.

Korrosionsbeständigkeit

Allgemeine Korrosion
Aufgrund seines hohen Gehalts an Chrom (22 %), Molybdän (3 %) und Stickstoff (0,18 %) sind die Korrosionsbeständigkeitseigenschaften von 2205 Duplex-Edelstahlplatten in den meisten Umgebungen denen von 316L oder 317L überlegen.
Lokale Korrosionsbeständigkeit
Das Chrom, Molybdän und Stickstoff in der Duplex-Edelstahlplatte 2205 bietet außerdem eine hervorragende Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion, selbst in stark oxidierenden und sauren Lösungen.

Duplex Stainless Alloy 2205

Isokorrosionskurven 4 mpy (0,1 mm/Jahr), in Schwefelsäurelösung mit 2000 ppm
Beständigkeit gegen Spannungskorrosion
Das Duplex-Gefüge ist dafür bekannt, die Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit von Edelstählen zu verbessern.
Chlorid-Spannungsrisskorrosion bei austenitischen Edelstählen kann auftreten, wenn die erforderlichen Bedingungen wie Temperatur, Zugspannung, Sauerstoff und Chloride vorhanden sind. Da diese Bedingungen nicht leicht zu kontrollieren sind, war Spannungsrisskorrosion oft ein Hindernis für die Verwendung von 304L, 316L oder 317L.
Korrosionsermüdungsbeständigkeit
Die Duplex-Edelstahlplatte der Legierung 2205 kombiniert hohe Festigkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit, um eine hohe Korrosionsermüdungsfestigkeit zu erzielen. Anwendungen, bei denen Verarbeitungsanlagen sowohl einer aggressiv korrosiven Umgebung als auch einer zyklischen Belastung ausgesetzt sind, können von den Eigenschaften der Duplex-Edelstahlplatte 2205 profitieren.
Duplex Stainless Alloy 2205
 
Kritische Lochfraßtemperatur in 1 M NaCl, gemessen mit der Lochfraßzelle von Outokumpu Stainless, Inc.
Duplex Stainless Alloy 2205
Kritische Spaltkorrosionstemperatur (CCT) in 10 % FeCl3•6H2O

Allgemeine Korrosion in Nassprozessen Phosphorsäuren

Korrosionsrate, ipy

Grad

Lösung A, 1401/4F

Lösung B, 1201/4F

2205

3.1

3.9

316L

>200

>200

904L

47

6.3

Zusammensetzung, Gew.-%

P2O5

Hcl

HF

H2SO4

Fe2O3

Al203

SiO2

CaO

MgO

Sol A 54.0

0.06

1.1

4.1

0.27

0.17

0.10

0.20

0.70

Sol B 27.5

0.34

1.3

1.72

0.4

0.001

0.3

0.02

Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion

 

Siedend

Docht

Siedend

Grad

42 % MgCl2

Test

25 % NaCl

2205

F

P

P

254 SMO®

F

P

P

Typ 316L

F

F

F

Typ 317L

F

F

F

Legierung 904L

F

P oder F

P oder F

Legierung 20

F

P

P

 (P = Bestanden, F = Nicht bestanden)

Chemische Analyse

Typische Werte (Gewicht %)

Kohlenstoff

Chrom

Nickel

Molybdän

Stickstoff

Andere

0.020

22.1

5.6

3.1

0.18

S = 0,001

PREN = [Cr%] = 3,3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 34

Physikalische Eigenschaften

Temperatur °F

 

68

212

392

572

Dichte

lb/in3

0.278

Elastizitätsmodul

PSI x 106

27.6

26.1

25.4

24.9

Lineare Ausdehnung (68°F-T)

10-6/°F

7.5

7.8

8.1

Wärmeleitfähigkeit

Btu/h ft°F

8.7

9.2

9.8

10.4

Wärmekapazität

Btu/lb ft°F

0.112

0.119

0.127

0.134

Elektrischer Widerstand

Ωin x 10-6

33.5

35.4

37.4

39.4

Mechanische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur

 

ASTM A 240

Typisch

Streckgrenze 0,2%, ksi

65 Minuten.

74

Zugfestigkeit, ksi

90 Minuten.

105

Dehnung, %

ca. 25 Min.

30

Härte RC

32 max.

19

Zugeigenschaften bei erhöhten Temperaturen

Temperatur °F

122

212

392

572

Streckgrenze 0,2%, ksi

60

52

45

41

Zugfestigkeit, ksi

96

90

83

81

Struktur 

Die chemische Analyse von 2205 Duplex-Edelstahlplatten ist optimiert, um ein typisches Gefüge von 50 A/50 g nach einer Lösungsglühbehandlung bei 1900 °C/1922 °F (1040 °/1080 °C) zu erhalten.
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.

Verarbeitung

Warmumformung

Es wird empfohlen, sich unter 600 ° F zu bilden, wann immer dies möglich ist. Wenn eine Warmumformung erforderlich ist, sollte das Werkstück gleichmäßig erhitzt und im Bereich von 1750 bis 2250 ° F bearbeitet werden. Die Duplex-Edelstahlplatte der Legierung 2205 ist bei diesen Temperaturen ziemlich weich und lässt sich leicht formen. Oberhalb dieses Bereichs ist 2205 dem Heißreißen ausgesetzt. Unmittelbar unterhalb dieses Bereichs wird der Austenit wesentlich stärker als der Ferrit und kann Risse verursachen, eine besondere Gefahr für "kalte" Kanten. Unterhalb von 1700 ° F kann es aufgrund der Kombination von Temperatur und Verformung zu einer schnellen Bildung intermetallischer Phasen kommen. Wann immer die Warmumformung durchgeführt wird, sollte eine vollständige Lösungsglühung bei mindestens 1900 °F und ein schnelles Abschrecken erfolgen, um das Phasengleichgewicht, die Zähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen. Stressabbau ist nicht erforderlich oder empfohlen; Wenn dies jedoch durchgeführt werden muss, sollte das Material bei mindestens 1900 ° F vollständig geglüht werden, gefolgt von einer schnellen Abkühlung oder Wasserabschreckung.

Kaltumformung

Duplex-Edelstahlbleche aus der Legierung 2205 lassen sich auf Geräten, die für die Bearbeitung von Edelstählen geeignet sind, leicht scheren und kalt umformen. Aufgrund der hohen Festigkeit und der schnellen Kaltverfestigung von Duplex-Edelstahlblechen 2205 sind jedoch Kräfte erforderlich, die wesentlich höher sind als bei austenitischen Stählen, um es kalt zu formen. Auch wegen der hohen Festigkeit muss eine etwas größere Zugabe zur Rückfederung gemacht werden.

Wärmebehandlung

Duplex-Edelstahlplatten der Legierung 2205 sollten bei mindestens 1900 ° F geglüht werden, gefolgt von einer schnellen Abkühlung, idealerweise durch Wasserabschrecken. Diese Behandlung gilt sowohl für das Lösungsglühen als auch für den Spannungsarmglühen. Entspannungsbehandlungen bei niedrigeren Temperaturen bergen das Risiko der Ausfällung schädlicher intermetallischer oder nichtmetallischer Phasen.

Bearbeitbarkeit

Mit Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl kann die Duplex-Edelstahlplatte 2205 mit den gleichen Vorschüben und Geschwindigkeiten wie die Legierung 316L bearbeitet werden. Bei der Verwendung von Hartmetallwerkzeugen sollten die Schnittgeschwindigkeiten im Vergleich zu den Drehzahlen für die Legierung 316L um etwa 20 % reduziert werden. Leistungsstarke Maschinen und eine starre Aufnahme von Werkzeugen und Teilen sind unerlässlich.

Schweißen

Die Duplex-Edelstahlplatte der Legierung 2205 besitzt eine gute Schweißbarkeit. Das Ziel des Schweißens von 2205 besteht darin, dass das Schweißgut und die Wärmeeinflusszone (WEZ) die Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Zähigkeit des Grundmetalls beibehalten. Das Schweißen von 2205 ist nicht schwierig, aber es ist notwendig, Schweißverfahren zu entwerfen, die zu einem günstigen Phasengleichgewicht nach dem Schweißen führen und die Ausfällung schädlicher intermetallischer oder nichtmetallischer Phasen vermeiden.
Die Duplex-Edelstahlplatte der Legierung 2205 kann geschweißt werden durch: GTAW (WIG); GMAW (MIG); SMAW ("Stab"-Elektrode); SÄGE; FCW; und PAW.