Baja dupleks: deskripsi, spesifikasi, dan fitur

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Saat ini, baja dupleks semakin populer. Hampir semua perusahaan di bidang metalurgi bergerak dalam produksi jenis paduan stainless ini. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang apa itu baja dupleks dan apa kelebihannya di artikel ini.

Informasi umum

Baja dupleks diakui di seluruh dunia. Apa karakteristik yang dia miliki? Pertama, kekuatan tinggi bahan ini memungkinkan untuk mengurangi berat akhir produk apa pun. Kedua, ia terkenal dengan ketahanannya yang luar biasa terhadap korosi. Hal ini terutama terlihat ketika mempertimbangkan ketahanan retak korosi tegangan.

Perlu dikatakan bahwa saat ini bahan baku belum menjadi akrab bagi produsen, dan oleh karena itu setiap beberapa tahun diadakan konferensi di mana artikel teknis dipertimbangkan tentang semua fitur baja dupleks. Sejauh ini, meskipun peminat produk jenis ini cukup tinggi, pangsa pasar global hanya 1-3%.

Riwayat kejadian

Perlu dicatat bahwa ide menciptakanbaja dupleks lahir kembali pada tahun 1920. Tetapi bahan pertama hanya muncul pada tahun 1930 di Swedia. Distribusi luas dan penggunaan bahan baku jenis ini baru dimulai pada dekade terakhir. Alasan utama untuk ini terletak pada kenyataan bahwa selama tahun-tahun ini teknologi produksi telah sangat ditingkatkan. Secara khusus, produsen dapat mengontrol kandungan nitrogennya dengan lebih tepat.

Untuk memahami manfaat dan mengapa baja tahan karat dupleks lahir, Anda perlu memahami dua jenis utama lainnya.

Paduan austenitik, yaitu AISI 304 atau 08X18H10, serta nilai feritik AISI 430 atau 12X17, cukup mudah dibuat. Seperti namanya, mereka terutama terdiri dari austenit atau ferit. Meskipun banyak digunakan, mereka memiliki kekurangan teknis.

Kekurangan baja tradisional

Jika kita berbicara tentang baja austenitik, maka kerugiannya termasuk kekuatan rendah, serta ketahanan yang rendah terhadap retak korosi tegangan. Adapun bahan feritik, kekuatannya sedikit lebih tinggi, tetapi masih "tidak mencapai" yang ideal. Selain itu, kemampuan las baja sangat menurun dengan bertambahnya ketebalan material, dan menjadi sangat rapuh pada suhu rendah.

Kelemahan kecil lainnya dari paduan austenitik adalah kandungan nikel dalam komposisinya. Hal ini menyebabkan biaya produk yang lebih tinggi, yang tentu saja tidak disukai oleh konsumen akhir.

Manfaat dupleks

Ide membuat duplex stainless steel berawal dari keinginan untuk menyamakan basis feritik dan austenitik untuk mendapatkan material baru yang lebih berkualitas. Kira-kira jumlah yang sama dari baja feritik dan austenitik menghasilkan manfaat berikut:

• Kekuatan tinggi. Rentang kekuatan luluh pada 0,2% akan menjadi 400 hingga 450 MPa, yaitu 150 hingga 200 MPa lebih dari yang dapat dilihat dengan paduan austenitik atau feritik. Ini mengarah pada fakta bahwa adalah mungkin untuk mengurangi ketebalan produk, tanpa kehilangan kekuatan. Dan penurunan ketebalan menyebabkan penurunan massa akhir. Ini sangat penting dalam bidang struktur bangunan, tangki dan bejana tekan.
• Apa kelebihan baja dupleks selain kekuatan? Kemampuan las logam cukup baik bahkan dengan ketebalan yang besar.
• Kekuatan benturan tinggi. Jauh lebih baik daripada paduan feritik. Ini terutama benar ketika suhu udara sekitar turun ke -50, dan terkadang hingga -80 derajat Celcius.
• Resistensi tinggi terhadap retak korosi tegangan. Bahan Austenitik sangat rentan terhadap cacat ini. Parameter ini memainkan peran penting dalam industri seperti tangki pembuatan bir, konsentrator, bingkai kolam.
• Boiler baja dupleks jauh lebih andal daripada boiler austenit.

Retak

Saat ini regulerbaja dapat mengalami cacat seperti korosi retak atau SCC - Stress Corrosion Cracking. Korosi jenis ini biasanya terjadi pada kondisi tertentu. Agen penyebab dapat berupa tegangan tarik yang kuat, suhu tinggi (50 derajat Celcius di atas nol). Dan jika kita berbicara tentang kolam renang, maka karena paparan air yang konstan, jenis korosi ini dapat terjadi bahkan pada 25 derajat.

Nilai baja Austenitik cukup terpengaruh oleh cacat ini. Paduan feritik lebih andal dalam hal ini, serta baja tahan karat dupleks a890 3a menurut ASTM dan grade lainnya. Koefisien resistensi yang tinggi memungkinkan bahan ini digunakan dalam produksi pemanas air, tangki pembuatan bir, pabrik desalinasi. Yaitu, di mana ada peningkatan suhu dan kontak dengan cairan.

Dilarang keras membuat rangka kolam dari baja austenitik biasa karena cacat ini. Sebelumnya, perlu menggunakan paduan dengan kandungan nikel yang sangat tinggi, yang menyebabkan peningkatan biaya produk. Saat ini, baja dupleks atau super dupleks dapat digunakan.

bahan dupleks "Super" dan "Hyper"

Perlu dikatakan bahwa jika Anda menambahkan nikel ke baja kromium feritik, Anda bisa mendapatkan struktur dasar campuran. Artinya, itu akan mengandung austenit dan ferit. Seperti yang sudah jelas, campuran seperti itulah yang mulai disebut bahan dupleks. Awalan baja dupleks "super" atau "hiper" menunjukkan bahwa bahan baku mengandung peningkatanjumlah komponen paduan. Hal ini menunjukkan ketahanan yang lebih besar terhadap korosi dibandingkan bahan konvensional.

Baja dupleks "Super" dan "hiper" digunakan cukup aktif dalam peralatan produksi gas. Selain itu, bahan baku digunakan dalam industri makanan, kimia, konstruksi dan bahkan medis.

Bahan las

Meskipun produk ini memiliki kemampuan las yang baik, aturan tertentu harus dipatuhi. Sebelum memulai pengelasan, perhatikan hal berikut:

• untuk memastikan kualitas penetrasi material yang baik, celah pada akar sambungan dan sudut pemotongan tepi harus dibuat sedikit lebih besar daripada baja biasa;
• sambungan, serta logam di sekitar tempat ini, disarankan untuk dibersihkan secara menyeluruh dari segala kontaminasi;
• hanya sikat yang terbuat dari kawat logam dengan ketahanan korosi yang dapat digunakan;
• elektroda las harus kering.

Saat mengelas baja dupleks, ikuti aturan berikut:

• Sangat penting untuk memantau parameter seperti masukan panas. Seharusnya tidak terlalu rendah atau, sebaliknya, terlalu tinggi. Untuk baja dupleks biasa, kisaran 0,5-2,5 kJ/mm harus dipatuhi selama pengelasan. Selain itu, suhu interpass tidak boleh lebih dari 200 derajat Celcius.
• Tidak ada kotoran yang muncul di bagian belakang lasan. Di sini sangat penting untuk memilih gas yang tepat yang akan melindungi akar jahitan. Campuran gas yang paling umum digunakan untuk tujuan perlindungan adalah argon dan hidrogen atau nitrogen dengan kemurnian tinggi.
• Pengelasan hanya boleh dilakukan oleh orang yang berkualifikasi tinggi. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa di tempat-tempat yang terbakar, logam akan sangat meningkatkan kecenderungan korosi, dan kemungkinan retak juga tinggi.
• Selama pengelasan, jangan membuat getaran melintang yang lebar pada elektroda. Hal ini dapat menyebabkan terlalu banyak masukan panas, yang akan melanggar aturan.

Bekerja setelah pengelasan

Ada pedoman tertentu yang harus diikuti setelah pengelasan.

• Untuk memastikan perlindungan korosi yang tinggi pada logam las, logam las harus dibersihkan secara menyeluruh. Penting untuk benar-benar menghilangkan film oksida dan menghilangkan semua sisa terak.
• Pekerjaan menyikat hanya dilakukan dengan tangan dan hanya dengan sikat kawat dengan sifat tahan korosi. Jika perangkat mekanis digunakan, ini dapat menyebabkan robekan mikro di area jahitan, yang akan mengurangi kekuatannya.
• Paling sering, tidak diperlukan perlakuan panas pada jahitan setelah pengelasan.

Kekurangan bahan baku

Meskipun penyebaran materi dan keuntungan yang tampak jelas dan signifikan, masih belum menerima pengakuan universal dan, kemungkinan besar, tidak akan pernah memimpin di pasar. Hal ini disebabkan oleh beberapa kelemahan,yang layak untuk diketahui. Karena mereka, paduan seperti itu akan selalu menjadi "ceruk".

Segeralah memulai dengan kekuatan material yang tinggi. Tampaknya keuntungan yang signifikan, tetapi menjadi kerugian besar ketika menjadi perlu untuk memproses logam dengan cara mekanis atau tekanan. Kerugian lain dari kekuatan tinggi adalah pengurangan yang kuat dalam kemungkinan deformasi plastis. Karena alasan ini, bahan baku dupleks sebenarnya tidak cocok untuk produksi produk apa pun yang harus memiliki daktilitas tinggi.

Bahkan ketika plastisitas, tampaknya, berada pada tingkat yang dapat diterima untuk bekerja, Anda masih harus berusaha keras. Karena alasan ini, baja dan paduan dupleks untuk fitting minyak dan gas tidak banyak digunakan.

Kelemahan berikutnya adalah kerumitan teknologi yang hebat dari peleburan baja tahan karat dupleks. Bahan austenitik dan feritik jauh lebih mudah meleleh. Jika teknologi manufaktur dilanggar, terutama selama proses perlakuan panas, fase lain akan terbentuk dalam bahan selain austenit dan ferit, yang sama sekali tidak diinginkan. Paling sering, fase sigma atau kerapuhan 475 derajat terjadi.

Fase yang tidak diinginkan dalam bahan baku

Fase Sigma terbentuk dalam produk seperti itu pada 1000 derajat Celcius ke atas. Biasanya, suhu ini terjadi jika proses pendinginan setelah pengelasan atau selama produksi tidak cukup cepat. Selain itu, semakin banyak elemen paduan yang terkandung dalamkomposisi, semakin tinggi kemungkinan munculnya fase seperti itu. Dengan kata lain, membuat baja super duplex atau hyper duplex sangat sulit.

Mengenai kerapuhan 475 derajat, ini muncul dalam kasus pembentukan fase yang disebut langkah alfa. Sesuai dengan namanya, suhu paling berbahaya adalah 475 derajat Celcius, tetapi masalah juga dapat muncul pada nilai yang jauh lebih rendah, sekitar 300 derajat. Karena itu, batasan suhu maksimum dikenakan pada penggunaan produk dari jenis bahan baku ini. Secara alami, karena ini, ruang lingkup baja semakin menyempit.

Berdasarkan semua hal di atas, kita dapat menarik kesimpulan seperti itu. Nilai baja dupleks adalah solusi dan pengganti yang baik untuk bahan standar, tetapi dalam cakupan yang sangat sempit.

Hasil

Paduan dupleks jauh lebih jarang digunakan dibandingkan jenis logam lainnya. Namun, itu populer di daerah tertentu. Paling sering digunakan di bidang petrokimia, industri otomotif dan dalam produksi kolam renang. Kemampuan las yang sangat baik, ketahanan terhadap korosi, dan ketahanan aus yang tinggi menjadikan bahan ini sebagai penemuan nyata bagi banyak orang.