V metalurgii je nerezová ocel slitina oceli s nejméně 10,5 % chrómu s nebo bez dalších legujících prvků a maximálně 1,2 % hmotnostních uhlíku.Nerezové oceli, také známé jako nerezové oceli nebo inox z francouzského inoxidovatelné (neoxidovatelné), jsouocelové slitinykteré jsou velmi dobře známé svou odolností proti korozi, která se zvyšuje se zvyšujícím se obsahem chrómu.Odolnost proti korozi může být také zvýšena přísadami niklu a molybdenu.Odolnost těchto kovových slitin proti chemickým účinkům korozivních činidel je založena na pasivaci.Aby došlo k pasivaci a zůstala stabilní, musí mít slitina Fe-Cr minimální obsah chrómu asi 10,5 % hmotn., nad kterým může dojít k pasivitě a nižší je nemožný.Chrom lze použít jako vytvrzovací prvek a často se používá s vytvrzovacím prvkem, jako je nikl, aby se dosáhlo vynikajících mechanických vlastností.

Duplex z nerezové oceli

Jak naznačuje jejich název, duplexní nerezové oceli jsou kombinací dvou hlavních typů slitin.Mají smíšenou mikrostrukturu austenitu a feritu, přičemž cílem je obvykle vytvořit směs 50/50, i když v komerčních slitinách může být poměr 40/60.Jejich odolnost proti korozi je podobná jako u jejich austenitických protějšků, ale jejich odolnost proti korozi pod napětím (zejména proti koroznímu praskání chloridy), pevnost v tahu a mez kluzu (zhruba dvojnásobek meze kluzu austenitických korozivzdorných ocelí) jsou obecně lepší než u austenitických ocelí. stupně.V duplexní nerezové oceli je uhlík udržován na velmi nízké úrovni (C<0,03 %).Obsah chrómu se pohybuje od 21,00 do 26,00 %, obsah niklu se pohybuje od 3,50 do 8,00 % a tyto slitiny mohou obsahovat molybden (až 4,50 %).Houževnatost a tažnost obecně spadají mezi austenitické a feritické druhy.Duplexní třídy se obvykle dělí do tří podskupin na základě jejich odolnosti proti korozi: chudý duplex, standardní duplex a superduplex.Superduplexní oceli mají ve srovnání se standardními austenitickými oceli zvýšenou pevnost a odolnost vůči všem formám koroze.Běžná použití zahrnují námořní aplikace, petrochemické závody, odsolovací závody, výměníky tepla a papírenský průmysl.Ropný a plynárenský průmysl je dnes největším uživatelem a prosazoval více korozivzdorných jakostí, což vedlo k vývoji superduplexních ocelí.

Odolnost nerezové oceli proti chemickým účinkům korozivních činidel je založena na pasivaci.Aby došlo k pasivaci a zůstala stabilní, musí mít slitina Fe-Cr minimální obsah chrómu asi 10,5 % hmotn., nad kterým může dojít k pasivitě a nižší je nemožný.Chrom lze použít jako vytvrzovací prvek a často se používá s vytvrzovacím prvkem, jako je nikl, aby se dosáhlo vynikajících mechanických vlastností.

Duplexní nerezové oceli – SAF 2205 – 1.4462

Běžnou duplexní nerezovou ocelí je SAF 2205 (ochranná známka společnosti Sandvik pro duplexní (feriticko-austenitické) nerezové oceli 22Cr), která obvykle obsahuje 22 % chrómu a 5 % niklu.Má vynikající odolnost proti korozi a vysokou pevnost, 2205 je nejpoužívanější duplexní nerezová ocel.Aplikace SAF 2205 jsou v následujících průmyslových odvětvích:

• Doprava, skladování a chemické zpracování
• Zařízení na zpracování
• Vysoký obsah chloridů a mořské prostředí
• Průzkum ropy a zemního plynu
• Papírenské stroje

Vlastnosti duplexní nerezové oceli

Vlastnosti materiálu jsou intenzivní vlastnosti, což znamená, že jsou nezávislé na množství hmoty a mohou se v každém okamžiku lišit místo od místa v systému.Nauka o materiálech zahrnuje studium struktury materiálů a jejich spojování s jejich vlastnostmi (mechanickými, elektrickými atd.).Jakmile vědci o materiálech vědí o této korelaci mezi strukturou a vlastnostmi, mohou pokračovat ve studiu relativního výkonu materiálu v dané aplikaci.Hlavními determinanty struktury materiálu a tím i jeho vlastností jsou chemické prvky, z nichž se skládá, a způsob, jakým byl zpracován do své konečné podoby.

Mechanické vlastnosti duplexní nerezové oceli

Materiály jsou často vybírány pro různé aplikace, protože mají žádoucí kombinace mechanických vlastností.Pro konstrukční aplikace jsou zásadní vlastnosti materiálu a inženýři je musí vzít v úvahu.

Pevnost duplexní nerezové oceli

V mechanice materiálů jepevnost materiáluje jeho schopnost odolat aplikovanému zatížení bez porušení nebo plastické deformace.Pevnost materiálů bere v úvahu vztah mezi vnějšími zatíženími působícími na materiál a výslednou deformací nebo změnou rozměrů materiálu.Pevnost materiálu je jeho schopnost odolat tomuto zatížení bez porušení nebo plastické deformace.

Maximální pevnost v tahu

Maximální pevnost v tahu duplexní nerezové oceli – SAF 2205 je 620 MPa.

Thekonečná pevnost v tahuje maximum na strojírenstvíkřivka napětí-deformace.To odpovídá maximálnímu napětí, které utrpí konstrukce v tahu.Konečná pevnost v tahu se často zkracuje na „pevnost v tahu“ nebo „maximální“.Pokud je toto napětí aplikováno a udržováno, dojde k lomu.Často je tato hodnota výrazně vyšší než mez kluzu (až o 50 až 60 procent vyšší než mez kluzu u některých typů kovů).Když tvárný materiál dosáhne své konečné pevnosti, dochází k jeho zužování tam, kde se plocha průřezu lokálně zmenšuje.Křivka napětí-deformace neobsahuje vyšší napětí než mezní pevnost.I když se deformace mohou dále zvyšovat, napětí po dosažení konečné pevnosti obvykle klesá.Je to intenzivní vlastnost;jeho hodnota tedy nezávisí na velikosti zkušebního tělesa.Závisí to však na dalších faktorech, jako je příprava vzorku, přítomnost nebo neexistence povrchových defektů a teplota testovacího prostředí a materiálu.Mezní pevnosti v tahu se pohybují od 50 MPa u hliníku až po 3000 MPa u vysoce pevné oceli.

Mez kluzu

Mez kluzu duplexní nerezové oceli – SAF 2205 je 440 MPa.

Themez kluzuje bod na akřivka napětí-deformacecož udává mez elastického chování a počáteční plastické chování.Mez kluzu nebo mez kluzu je vlastnost materiálu definovaná jako napětí, při kterém se materiál začíná plasticky deformovat.Naproti tomu mez kluzu je bod, kde začíná nelineární (elastická + plastická) deformace.Před mezí kluzu se materiál elasticky deformuje a po odstranění působícího napětí se vrátí do původního tvaru.Po překročení meze průtažnosti bude určitá část deformace trvalá a nevratná.Některé oceli a jiné materiály vykazují chování nazývané jev meze kluzu.Meze kluzu se pohybují od 35 MPa pro nízkopevnostní hliník do více než 1400 MPa pro vysokopevnostní ocel.

Youngův modul pružnosti

Youngův modul pružnosti duplexní nerezové oceli – SAF 2205 je 200 GPa.

Youngův modul pružnostije modul pružnosti pro napětí v tahu a tlaku v lineárním režimu pružnosti jednoosé deformace a obvykle se posuzuje tahovými zkouškami.Až do omezujícího napětí bude tělo schopno obnovit své rozměry po odstranění zátěže.Aplikovaná napětí způsobí, že se atomy v krystalu pohybují ze své rovnovážné polohy a všechny ostatníatomyjsou posunuty o stejnou míru a zachovávají si svou relativní geometrii.Po odstranění napětí se všechny atomy vrátí do svých původních poloh a nedojde k žádné trvalé deformaci.PodleHookův zákon, napětí je úměrné přetvoření (v elastické oblasti) a sklon je Youngův modul.Youngův modul se rovná podélnému napětí dělenému přetvořením.

Tvrdost duplexní nerezové oceli

Tvrdost podle Brinella duplexních nerezových ocelí – SAF 2205 je cca 217 MPa.

Ve vědě o materiálech,tvrdostje schopnost odolat povrchovému promáčknutí (lokalizované plastické deformaci) a poškrábání.Tvrdost je pravděpodobně nejhůře definovanou vlastností materiálu, protože může indikovat odolnost proti poškrábání, otěru, vtlačení nebo dokonce odolnost proti tvarování nebo lokalizované plastické deformaci.Tvrdost je důležitá z technického hlediska, protože odolnost proti opotřebení buď třením nebo erozí párou, olejem a vodou se obecně zvyšuje s tvrdostí.

Zkouška tvrdosti podle Brinellaje jedním z testů vtlačovací tvrdosti vyvinutých pro testování tvrdosti.Při Brinellových testech je tvrdé, kulové indentor vtlačeno pod specifickým zatížením do povrchu testovaného kovu.Typický test používá kalenou ocelovou kuličku o průměru 10 mm (0,39 palce) jako indentor se silou 3 000 kgf (29,42 kN; 6 614 lbf).Zátěž je udržována konstantní po stanovenou dobu (mezi 10 a 30 s).U měkčích materiálů se používá menší síla;u tvrdších materiálů je ocelová kulička nahrazena kuličkou z karbidu wolframu.

Zkouška poskytuje číselné výsledky pro kvantifikaci tvrdosti materiálu, která je vyjádřena číslem tvrdosti podle Brinella – HB.Číslo tvrdosti podle Brinella označují nejčastěji používané zkušební normy (ASTM E10-14[2] a ISO 6506–1:2005) jako HBW (H z tvrdosti, B z Brinella a W z materiálu indentoru, wolframu (wolfram) karbid).V dřívějších normách byly HB nebo HBS používány k označení měření provedených pomocí ocelových vtlačovacích těles.

Číslo tvrdosti podle Brinella (HB) je zatížení dělené plochou povrchu vtisku.Průměr vtisku se měří mikroskopem s překrývající se stupnicí.Číslo tvrdosti podle Brinella se vypočítá z rovnice:

Běžně se používají různé testovací metody (např. Brinell,Knoop,Vickers, aRockwell).K dispozici jsou tabulky, které korelují čísla tvrdosti z různých zkušebních metod, kde je korelace použitelná.Ve všech stupnicích představuje vysoké číslo tvrdosti tvrdý kov.

Tepelné vlastnosti duplexní nerezové oceli

Tepelné vlastnosti materiálů se týkají reakce materiálů na jejich změnyteplotaa aplikaciteplo.Jako pevná látka absorbujeenergieve formě tepla se jeho teplota zvyšuje a jeho rozměry se zvětšují.Různé materiály však reagují na působení tepla odlišně.

Tepelná kapacita,teplotní roztažnost, atepelná vodivostjsou často kritické pro praktické použití pevných látek.

Bod tání duplexní nerezové oceli

Bod tání duplexní nerezové oceli – oceli SAF 2205 je kolem 1450°C.

Obecně je tání fázová změna látky z pevné do kapalné fáze.Thebod tánílátky je teplota, při které k této fázové změně dochází.Bod tání také definuje stav, kdy pevná látka a kapalina mohou existovat v rovnováze.

Tepelná vodivost duplexní nerezové oceli

Tepelná vodivost duplexních nerezových ocelí – SAF 2205 je 19 W/(m. K).

Charakteristiky přenosu tepla pevného materiálu se měří vlastností zvanoutepelná vodivost, k (nebo λ), měřeno ve W/mK Měří schopnost látky přenášet teplo materiálemvedení.Všimněte si, žeFourierův zákonplatí pro veškerou hmotu bez ohledu na její skupenství (pevné, kapalné nebo plynné).Proto je definován i pro kapaliny a plyny.

Thetepelná vodivostvětšiny kapalin a pevných látek se mění s teplotou au par také závisí na tlaku.Obecně:

Většina materiálů je téměř homogenních, proto můžeme obvykle psát k = k (T).Podobné definice jsou spojeny s tepelnými vodivostmi ve směru y a z (ky, kz), ale pro izotropní materiál je tepelná vodivost nezávislá na směru přenosu, kx = ky = kz = k.