Sa metalurhiya, ang hindi kinakalawang na asero ay isang bakal na haluang metal na may hindi bababa sa 10.5% chromium na mayroon o walang iba pang mga elemento ng alloying at isang maximum na 1.2% carbon sa pamamagitan ng masa.Ang mga hindi kinakalawang na asero, na kilala rin bilang inox steels o inox mula sa French na inoxydable (inoxidizable), aybakal na haluang metalna kilalang-kilala sa kanilang resistensya sa kaagnasan, na tumataas sa pagtaas ng nilalaman ng chromium.Ang resistensya ng kaagnasan ay maaari ding mapahusay sa pamamagitan ng pagdaragdag ng nickel at molibdenum.Ang paglaban ng mga metal na haluang ito sa mga kemikal na epekto ng mga kinakaing unti-unti na ahente ay nakabatay sa passivation.Para maganap ang passivation at manatiling stable, ang Fe-Cr alloy ay dapat na may pinakamababang chromium content na humigit-kumulang 10.5% ayon sa timbang, sa itaas kung saan maaaring mangyari ang passivity at sa ibaba ay imposible.Maaaring gamitin ang Chromium bilang hardening element at kadalasang ginagamit kasama ng toughening element gaya ng nickel para makagawa ng superior mechanical properties.

Duplex na hindi kinakalawang na asero

Gaya ng ipinahihiwatig ng kanilang pangalan, ang mga duplex na hindi kinakalawang na asero ay kumbinasyon ng dalawang pangunahing uri ng haluang metal.Mayroon silang pinaghalong microstructure ng austenite at ferrite, ang layunin ay karaniwang upang makabuo ng 50/50 mix, bagaman, sa mga komersyal na haluang metal, ang ratio ay maaaring 40/60.Ang kanilang corrosion resistance ay katulad ng kanilang austenitic counterparts, ngunit ang kanilang stress-corrosion resistance (lalo na sa chloride stress corrosion cracking), tensile strength, at yield strengths (halos dalawang beses ang yield strength ng austenitic stainless steels) sa pangkalahatan ay mas mataas kaysa sa austenitic mga grado.Sa duplex na hindi kinakalawang na asero, ang carbon ay pinananatili sa napakababang antas (C<0.03%).Ang nilalaman ng Chromium ay mula 21.00 hanggang 26.00%, ang nilalaman ng nickel ay mula 3.50 hanggang 8.00%, at ang mga haluang ito ay maaaring maglaman ng molibdenum (hanggang 4.50%).Ang katigasan at ductility ay karaniwang nasa pagitan ng mga austenitic at ferritic na grado.Ang mga marka ng duplex ay karaniwang nahahati sa tatlong sub-grupo batay sa kanilang resistensya sa kaagnasan: lean duplex, standard duplex, at superduplex.Ang mga superduplex na bakal ay may pinahusay na lakas at paglaban sa lahat ng anyo ng kaagnasan kumpara sa karaniwang austenitic steels.Kasama sa mga karaniwang gamit ang mga marine application, petrochemical plant, desalination plant, heat exchanger, at industriya ng paggawa ng papel.Ngayon, ang industriya ng langis at gas ay ang pinakamalaking gumagamit at nagtulak para sa higit pang mga gradong lumalaban sa kaagnasan, na humahantong sa pagbuo ng mga superduplex na bakal.

Ang paglaban ng hindi kinakalawang na asero sa mga kemikal na epekto ng mga kinakaing unti-unti na ahente ay nakabatay sa passivation.Para maganap ang passivation at manatiling stable, ang Fe-Cr alloy ay dapat na may pinakamababang chromium content na humigit-kumulang 10.5% ayon sa timbang, sa itaas kung saan maaaring mangyari ang passivity at sa ibaba ay imposible.Maaaring gamitin ang Chromium bilang hardening element at kadalasang ginagamit kasama ng toughening element gaya ng nickel para makagawa ng superior mechanical properties.

Duplex Stainless Steels – SAF 2205 – 1.4462

Ang karaniwang duplex na stainless steel ay SAF 2205 (isang trademark na pagmamay-ari ng Sandvik para sa isang 22Cr duplex (ferritic-austenitic) stainless steel), na karaniwang naglalaman ng 22% chromium at 5% nickel.Ito ay may mahusay na corrosion resistance at mataas na lakas, 2205 ay ang pinaka-tinatanggap na ginagamit na duplex hindi kinakalawang na asero.Ang mga aplikasyon ng SAF 2205 ay nasa mga sumusunod na industriya:

• Transport, imbakan, at pagproseso ng kemikal
• Mga kagamitan sa pagproseso
• Mataas na chloride at marine na kapaligiran
• Paggalugad ng langis at gas
• Mga makinang papel

Mga Katangian ng Duplex Stainless Steel

Ang mga materyal na katangian ay masinsinang katangian, na nangangahulugan na ang mga ito ay independiyente sa dami ng masa at maaaring mag-iba sa bawat lugar sa loob ng system anumang sandali.Ang agham ng mga materyales ay kinabibilangan ng pag-aaral ng istruktura ng mga materyales at pag-uugnay ng mga ito sa kanilang mga katangian (mekanikal, elektrikal, atbp.).Kapag nalaman na ng mga materyal na siyentipiko ang tungkol sa ugnayang ito ng istruktura at ari-arian, maaari na silang magpatuloy upang pag-aralan ang relatibong pagganap ng isang materyal sa isang partikular na aplikasyon.Ang mga pangunahing determinant ng istraktura ng isang materyal at sa gayon ng mga katangian nito ay ang mga sangkap ng kemikal na bumubuo nito at kung paano ito naproseso sa huling anyo nito.

Mga Mekanikal na Katangian ng Duplex Stainless Steel

Ang mga materyales ay madalas na pinipili para sa iba't ibang mga aplikasyon dahil mayroon silang mga kanais-nais na kumbinasyon ng mga mekanikal na katangian.Para sa mga aplikasyon sa istruktura, ang mga materyal na katangian ay mahalaga at dapat isaalang-alang ng mga inhinyero ang mga ito.

Lakas ng Duplex Stainless Steel

Sa mekanika ng mga materyales, anglakas ng isang materyalay ang kakayahan nitong makayanan ang isang inilapat na pagkarga nang walang pagkabigo o plastic deformation.Isinasaalang-alang ng lakas ng mga materyales ang kaugnayan sa pagitan ng mga panlabas na load na inilapat sa isang materyal at ang nagresultang pagpapapangit o pagbabago sa mga sukat ng materyal.Ang lakas ng isang materyal ay ang kakayahang mapaglabanan ang inilapat na pagkarga nang walang pagkabigo o pagpapapangit ng plastik.

Ultimate Tensile Strength

Ang pinakahuling tensile strength ng duplex stainless steel – SAF 2205 ay 620 MPa.

Angsukdulang lakas ng makunatay ang maximum sa engineeringkurba ng stress-strain.Ito ay tumutugma sa pinakamataas na stress na pinananatili ng isang istraktura sa pag-igting.Ang ultimate tensile strength ay kadalasang pinaikli sa "tensile strength" o "the ultimate."Kung ang stress na ito ay inilapat at pinananatili, isang bali ang magreresulta.Kadalasan, ang halagang ito ay higit na malaki kaysa sa yield stress (hanggang 50 hanggang 60 porsiyentong higit pa kaysa sa ani para sa ilang uri ng metal).Kapag ang isang ductile material ay umabot sa sukdulang lakas nito, nakakaranas ito ng necking kung saan ang cross-sectional area ay bumababa nang lokal.Ang stress-strain curve ay naglalaman ng walang mas mataas na stress kaysa sa ultimate strength.Kahit na ang mga pagpapapangit ay maaaring patuloy na tumaas, ang stress ay kadalasang bumababa pagkatapos makamit ang sukdulang lakas.Ito ay isang masinsinang pag-aari;samakatuwid, ang halaga nito ay hindi nakadepende sa laki ng test specimen.Gayunpaman, ito ay nakasalalay sa iba pang mga kadahilanan, tulad ng paghahanda ng ispesimen, ang pagkakaroon o kung hindi man ng mga depekto sa ibabaw, at ang temperatura ng kapaligiran at materyal ng pagsubok.Ang pinakahuling lakas ng tensile ay nag-iiba mula sa 50 MPa para sa aluminyo hanggang sa kasing taas ng 3000 MPa para sa napakataas na lakas ng bakal.

Lakas ng Yield

Ang yield strength ng duplex stainless steel – SAF 2205 ay 440 MPa.

Angyield pointay ang punto sa akurba ng stress-strainna nagpapahiwatig ng limitasyon ng nababanat na pag-uugali at ang simula ng plastik na pag-uugali.Ang lakas ng ani o yield stress ay ang materyal na ari-arian na tinukoy bilang ang stress kung saan ang isang materyal ay nagsisimulang mag-deform ng plastic.Sa kaibahan, ang yield point ay ang punto kung saan nagsisimula ang nonlinear (elastic + plastic) deformation.Bago ang yield point, ang materyal ay magiging elastically deform at babalik sa orihinal nitong hugis kapag ang inilapat na stress ay tinanggal.Kapag naipasa na ang yield point, ang ilang bahagi ng deformation ay magiging permanente at hindi na mababawi.Ang ilang mga bakal at iba pang materyales ay nagpapakita ng pag-uugali na tinatawag na yield point phenomenon.Ang mga lakas ng ani ay nag-iiba mula sa 35 MPa para sa low-strength na aluminyo hanggang sa higit sa 1400 MPa para sa high-strength na bakal.

Young's Modulus of Elasticity

Young's modulus of elasticity ng duplex stainless steel – SAF 2205 ay 200 GPa.

Modulus ng pagkalastiko ni Youngay ang elastic modulus para sa tensile at compressive stress sa linear elasticity regime ng uniaxial deformation at kadalasang sinusuri ng tensile tests.Hanggang sa nililimitahan ang stress, mababawi ng katawan ang mga sukat nito sa pag-alis ng load.Ang inilapat na mga stress ay nagiging sanhi ng mga atomo sa isang kristal na lumipat mula sa kanilang posisyon ng balanse, at lahat ngmga atomoay inilipat sa parehong halaga at pinapanatili ang kanilang kamag-anak na geometry.Kapag ang mga stress ay tinanggal, ang lahat ng mga atomo ay bumalik sa kanilang orihinal na posisyon, at walang permanenteng pagpapapangit na nangyayari.Ayon kayBatas ni Hooke, ang stress ay proporsyonal sa strain (sa nababanat na rehiyon), at ang slope ay Young's modulus.Ang modulus ni Young ay katumbas ng longitudinal stress na hinati sa strain.

Ang tigas ng Duplex Stainless Steel

Brinell hardness ng duplex stainless steels – Ang SAF 2205 ay humigit-kumulang 217 MPa.

Sa agham ng materyal,tigasay ang kakayahang makatiis sa ibabaw indentation (localized plastic deformation) at scratching.Ang tigas ay marahil ang pinakamahirap na tinukoy na materyal na ari-arian dahil maaari itong magpahiwatig ng paglaban sa scratching, abrasion, indentation, o kahit na pagtutol sa paghubog o localized na plastic deformation.Mahalaga ang katigasan mula sa pananaw ng engineering dahil ang paglaban sa pagsusuot ng alinman sa friction o erosion ng singaw, langis, at tubig ay karaniwang tumataas nang may katigasan.

Pagsubok sa katigasan ng Brinellay isa sa mga indentation hardness test na binuo para sa hardness testing.Sa mga pagsubok sa Brinell, ang isang matigas, spherical indenter ay pinipilit sa ilalim ng isang partikular na pagkarga sa ibabaw ng metal na susuriin.Ang karaniwang pagsubok ay gumagamit ng 10 mm (0.39 in) diameter na pinatigas na bolang bakal bilang isang indenter na may 3,000 kgf (29.42 kN; 6,614 lbf) na puwersa.Ang pag-load ay pinananatiling pare-pareho para sa isang tinukoy na oras (sa pagitan ng 10 at 30 s).Para sa mas malambot na materyales, isang mas maliit na puwersa ang ginagamit;para sa mas mahirap na mga materyales, isang tungsten carbide ball ang pinapalitan para sa steel ball.

Ang pagsusulit ay nagbibigay ng mga numerical na resulta upang mabilang ang katigasan ng isang materyal, na ipinahayag ng numero ng katigasan ng Brinell - HB.Ang numero ng katigasan ng Brinell ay itinalaga ng mga pinakakaraniwang ginagamit na pamantayan ng pagsubok (ASTM E10-14[2] at ISO 6506–1:2005) bilang HBW (H mula sa tigas, B mula sa Brinell, at W mula sa materyal ng indenter, tungsten (wolfram) carbide).Sa mga dating pamantayan, ginamit ang HB o HBS upang sumangguni sa mga sukat na ginawa gamit ang mga indent na bakal.

Ang Brinell hardness number (HB) ay ang load na hinati sa surface area ng indentation.Ang diameter ng impression ay sinusukat gamit ang isang mikroskopyo na may superimposed na sukat.Ang numero ng katigasan ng Brinell ay kinakalkula mula sa equation:

Mayroong iba't ibang paraan ng pagsubok na karaniwang ginagamit (hal., Brinell,Knoop,Vickers, atRockwell).Mayroong mga talahanayan na magagamit na nag-uugnay sa mga numero ng katigasan mula sa iba't ibang mga pamamaraan ng pagsubok kung saan naaangkop ang ugnayan.Sa lahat ng mga kaliskis, ang isang mataas na numero ng tigas ay kumakatawan sa isang matigas na metal.

Mga Thermal Property ng Duplex Stainless Steel

Ang mga thermal na katangian ng mga materyales ay tumutukoy sa tugon ng mga materyales sa mga pagbabago sa kanilangtemperaturaat ang paglalapat nginit.Bilang isang solid na sumisipsipenerhiyasa anyo ng init, tumataas ang temperatura nito, at tumataas ang mga sukat nito.Ngunit iba't ibang mga materyales ang tumutugon sa paglalapat ng init nang iba.

Kapasidad ng init,pagpapalawak ng thermal, atthermal conductivityay kadalasang kritikal sa praktikal na paggamit ng solids.

Natutunaw na Punto ng Duplex Stainless Steel

Ang punto ng pagkatunaw ng duplex na hindi kinakalawang na asero - SAF 2205 na bakal ay nasa paligid ng 1450°C.

Sa pangkalahatan, ang pagtunaw ay isang pagbabago sa bahagi ng isang sangkap mula sa solid hanggang sa likidong bahagi.Angtemperatura ng pagkatunawng isang sangkap ay ang temperatura kung saan nangyayari ang pagbabago ng bahaging ito.Tinutukoy din ng melting point ang isang kondisyon kung saan ang solid at likido ay maaaring umiral sa equilibrium.

Thermal Conductivity ng Duplex Stainless Steel

Ang thermal conductivity ng duplex stainless steels – SAF 2205 ay 19 W/(m. K).

Ang mga katangian ng paglipat ng init ng solidong materyal ay sinusukat ng isang ari-arian na tinatawag nathermal conductivity, k (o λ), sinusukat sa W/mK Sinusukat nito ang kakayahan ng substance na maglipat ng init sa pamamagitan ng materyal sa pamamagitan ngpagpapadaloy.Tandaan naBatas ni Fouriernalalapat sa lahat ng bagay, anuman ang estado nito (solid, likido, o gas).Samakatuwid, ito ay tinukoy din para sa mga likido at gas.

Angthermal conductivitysa karamihan ng mga likido at solid ay nag-iiba-iba sa temperatura, at para sa mga singaw, depende rin ito sa presyon.Sa pangkalahatan:

Karamihan sa mga materyales ay halos homogenous, samakatuwid maaari nating isulat ang k = k (T).Ang mga katulad na kahulugan ay nauugnay sa mga thermal conductivity sa y- at z-directions (ky, kz), ngunit para sa isang isotropic na materyal, ang thermal conductivity ay independiyente sa direksyon ng paglipat, kx = ky = kz = k.