二相ステンレス鋼の概要
スーパー二相ステンレス鋼は、耐食性が大幅に向上しているという点で標準二相ステンレス鋼とは異なります。クロム (Cr) やモリブデン (Mo) などの防食元素の濃度を高めた高度に合金化された材料です。スーパー二相ステンレス鋼の主要グレードである S32750 には、28.0% のクロム、3.5% のモリブデン、8.0% のニッケル (Ni) が含まれています。これらの成分は、酸、塩化物、苛性溶液などの腐食剤に対して優れた耐性を与えます。
一般に、スーパー二相ステンレス鋼は、化学的安定性が向上した二相ステンレス鋼の確立された利点を基に構築されています。このため、熱交換器、ボイラー、圧力容器機器など、石油化学分野の重要なコンポーネントを製造するのに理想的なグレードとなっています。
二相ステンレス鋼の機械的性質
グレード | ASTM A789 グレード S32520 熱処理済み | ASTM A790 グレード S31803 熱処理済み | ASTM A790 グレード S32304 熱処理済み | ASTM A815 グレード S32550 熱処理済み | ASTM A815 グレード S32205 熱処理済み |
弾性率 | 200GPa | 200GPa | 200GPa | 200GPa | 200GPa |
伸長 | 25% | 25% | 25% | 15% | 20% |
抗張力 | 770MPa | 620MPa | 600MPa | 800MPa | 655MPa |
ブリネル硬さ | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
降伏強さ | 550MPa | 450MPa | 400MPa | 550MPa | 450MPa |
熱膨張係数 | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
比熱容量 | 440~502J/(kg・K) | 440~502J/(kg・K) | 440~502J/(kg・K) | 440~502J/(kg・K) | 440~502J/(kg・K) |
熱伝導率 | 13~30W/(m・K) | 13~30W/(m・K) | 13~30W/(m・K) | 13~30W/(m・K) | 13~30W/(m・K) |
二相ステンレス鋼の分類
l 1 つ目は低合金タイプで、代表グレードは UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N) です。鋼にはモリブデンは含まれておらず、PREN 値は 24 ~ 25 です。耐応力腐食性においてAISI304、316の代替として使用できます。
l 2 番目のタイプは中合金タイプに属し、代表的なブランドは UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N)、PREN 値は 32-33、耐食性は AISI 316L と 6% Mo+N オーステナイトの間です。ステンレス鋼。
l 3 番目のタイプは高合金タイプで、通常 25% の Cr、モリブデン、窒素を含み、一部には銅やタングステンも含まれます。標準グレード UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N)、PREN 値は 38 ~ 39 で、このタイプの鋼の耐食性は 22% Cr 二相ステンレス鋼よりも優れています。
l 4 番目のタイプは、モリブデンと窒素を多く含む超二相ステンレス鋼です。標準グレードは UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N) で、一部にはタングステンや銅も含まれています。 PREN 値は 40 より大きく、過酷な媒体条件に適用できます。スーパーオーステナイト系ステンレス鋼と同等の優れた耐食性と機械的総合特性を備えています。
二相ステンレス鋼の利点
上で述べたように、Duplex は通常、その微細構造内にある個々の鋼種よりも優れた性能を発揮します。より良く言えば、オーステナイト要素とフェライト要素から得られるプラスの特性の組み合わせにより、多数の異なる製造状況に対してより優れた全体的なソリューションが提供されます。
l 耐食性 - 二相合金の耐食性に対するモリブデン、クロム、窒素の影響は計り知れません。いくつかの二相合金は、304 や 316 などの一般的なオーステナイト グレードの耐食性能に匹敵し、それを超えることができます。これらは、隙間腐食や孔食に対して特に効果的です。
l 応力腐食割れ – SSC はいくつかの大気要因の結果として発生します。最も明白なものは温度と湿度です。引張応力は問題をさらに増大させるだけです。通常のオーステナイト系グレードは応力腐食割れを非常に起こしやすいですが、二相ステンレス鋼はそうではありません。
l 靱性 – 二相鋼は、低温でもフェライト鋼よりも靱性がありますが、この点では実際にはオーステナイト系グレードの性能に匹敵しません。
l 強度 – 二相合金は、オーステナイト構造とフェライト構造の両方よりも最大 2 倍の強度があります。強度が高いということは、厚さを減らしても金属がしっかりしたままであることを意味し、これは重量レベルを下げるために特に重要です。