Der sogenannte Duplex-Edelstahl besteht in seiner fest abgeschreckten Struktur zur Hälfte aus Ferrit und zur Hälfte aus Austenit. Der minimale Phasenanteil kann in der Regel 30 % erreichen. Aufgrund der Eigenschaften dieser Zweiphasenstruktur vereint Duplex-Edelstahl durch gezielte Steuerung der chemischen Zusammensetzung und des Wärmebehandlungsprozesses die Vorteile von ferritischem und austenitischem Edelstahl.
1. Im Vergleich zu austenitischem Edelstahl bietet Duplex-Edelstahl folgende Vorteile:
(1) Die Streckgrenze ist mehr als doppelt so hoch wie die von gewöhnlichem austenitischem Edelstahl, und die erforderliche plastische Zähigkeit ist für die Umformung ausreichend. Die Wandstärke von Lagertanks oder Druckbehältern aus Duplex-Edelstahl ist 30–50 % geringer als die von üblicherweise verwendetem Austenit, was zu Kosteneinsparungen beiträgt.
(2) Es weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion auf. Selbst Duplex-Edelstahl mit dem geringsten Legierungsanteil ist beständiger gegen Spannungsrisskorrosion als austenitischer Edelstahl, insbesondere in chloridhaltigen Umgebungen. Spannungsrisskorrosion ist ein gravierendes und schwer zu lösendes Problem bei herkömmlichem austenitischem Edelstahl.
(3) Die Korrosionsbeständigkeit des Duplex-Edelstahls 2205, der in vielen Medien am häufigsten verwendet wird, ist besser als die des gewöhnlichen austenitischen Edelstahls 316L, während Superduplex-Edelstahl eine extrem hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist. Einige Medien, wie beispielsweise Essigsäure und Ameisensäure, können sogar hochlegierten austenitischen Edelstahl und korrosionsbeständige Legierungen ersetzen.
(4) Es weist eine gute Beständigkeit gegen lokale Korrosion auf. Im Vergleich zu austenitischem Edelstahl mit gleicher Legierungszusammensetzung ist seine Verschleiß- und Ermüdungskorrosionsbeständigkeit besser.
(5) Der lineare Ausdehnungskoeffizient ist niedriger als der von austenitischem Edelstahl und liegt nahe dem von Kohlenstoffstahl. Er eignet sich für Verbindungen mit Kohlenstoffstahl und ist von großer technischer Bedeutung, beispielsweise für die Herstellung von Verbundplatten oder -auskleidungen.
(6) Sowohl unter dynamischer als auch unter statischer Belastung weist es eine höhere Energieabsorptionsfähigkeit als austenitischer Edelstahl auf. Dieses Bauteil ist widerstandsfähiger gegen unerwartete Ereignisse wie Kollisionen, Explosionen usw. Duplex-Edelstahl bietet deutliche Vorteile und hat einen hohen praktischen Anwendungswert.
Im Vergleich zu austenitischem Edelstahl weist Duplex-Edelstahl folgende Nachteile auf:
(1) Die Universalität und Vielseitigkeit der Anwendungsmöglichkeiten sind nicht so gut wie bei austenitischem Edelstahl. Beispielsweise muss die Einsatztemperatur unter 250 Grad Celsius gehalten werden.
(2) Seine plastische Zähigkeit ist geringer als die von austenitischem Edelstahl, und seine Kalt- und Warmverarbeitungstechnologie sowie seine Umformeigenschaften sind nicht so gut wie die von austenitischem Edelstahl.
(3) Es gibt eine Sprödzone bei mittleren Temperaturen, und das Prozesssystem der Wärmebehandlung und des Schweißens muss streng kontrolliert werden, um das Auftreten schädlicher Phasen und eine Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit zu vermeiden.
2. Im Vergleich zu ferritischem Edelstahl bietet Duplex-Edelstahl folgende Vorteile:
(1) Die umfassenden mechanischen Eigenschaften sind besser als die von ferritischem Edelstahl, insbesondere die Plastizität und Zähigkeit, und es ist nicht so anfällig für Sprödigkeit wie ferritischer Edelstahl.
(2) Neben der Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion sind auch andere lokale Korrosionsbeständigkeitseigenschaften besser als bei ferritischem Edelstahl.
(3) Die Kaltverformungseigenschaften und die Kaltumformungseigenschaften sind denen von ferritischem Edelstahl weit überlegen.
(4) Die Schweißeigenschaften sind deutlich besser als die von ferritischem Edelstahl. Im Allgemeinen ist vor dem Schweißen kein Vorwärmen und nach dem Schweißen keine Wärmebehandlung erforderlich.
(5) Das Anwendungsgebiet ist breiter als das von ferritischem Edelstahl.
Im Vergleich zu ferritischem Edelstahl weist Duplex-Edelstahl folgende Nachteile auf:
Der Gehalt an Legierungselementen ist hoch und der Preis ist relativ hoch. Ferrit enthält im Allgemeinen kein Nickel.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Leistungsfähigkeit und die Prozessleistung von DSS zusammengefasst wurden. Es hat sich aufgrund seiner überlegenen mechanischen Eigenschaften und seiner Korrosionsbeständigkeit bei den Anwendern bewährt und ist zu einem hervorragenden, gewichts- und kostensparenden Werkstoff geworden. Erosionsschutztechnische Werkstoffe
Veröffentlichungsdatum: 17. Januar 2024