Duplex-Edelstahl (DSS) ist ein Edelstahl, der zu etwa gleichen Teilen aus Ferrit und Austenit besteht, wobei der Ferritanteil in der Regel mindestens 30 % beträgt. Typischerweise weist DSS einen Chromgehalt zwischen 18 % und 28 % und einen Nickelgehalt zwischen 3 % und 10 % auf. Einige Duplex-Edelstähle enthalten zudem Legierungselemente wie Molybdän (Mo), Kupfer (Cu), Niob (Nb), Titan (Ti) und Stickstoff (N).
Diese Stahlsorte vereint die Eigenschaften von austenitischen und ferritischen Edelstählen. Im Vergleich zu ferritischen Edelstählen weist DSS eine höhere Plastizität und Zähigkeit auf, ist bei Raumtemperatur nicht spröde und zeigt eine verbesserte Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion sowie eine bessere Schweißbarkeit. Gleichzeitig behält es die Sprödigkeit bei 475 °C und die hohe Wärmeleitfähigkeit ferritischer Edelstähle bei und zeigt Superplastizität. Im Vergleich zu austenitischen Edelstählen besitzt DSS eine höhere Festigkeit und eine deutlich bessere Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion und Chloridspannungsrisskorrosion. DSS weist zudem eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Lochfraß auf und gilt als nickelsparender Edelstahl.
Struktur und Typen
Aufgrund seiner Zweiphasenstruktur aus Austenit und Ferrit, wobei jede Phase etwa die Hälfte ausmacht, weist Duplex-Edelstahl (DSS) die Eigenschaften beider Edelstähle auf. Die Streckgrenze von DSS liegt zwischen 400 MPa und 550 MPa und ist damit doppelt so hoch wie die von herkömmlichen austenitischen Edelstählen. DSS besitzt im Vergleich zu ferritischen Edelstählen eine höhere Zähigkeit, eine niedrigere Sprödbruchtemperatur und eine deutlich verbesserte Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion sowie eine bessere Schweißbarkeit. Es behält zudem einige Eigenschaften ferritischer Edelstähle bei, wie z. B. Sprödigkeit bei 475 °C, hohe Wärmeleitfähigkeit, niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, Superplastizität und Magnetismus. Im Vergleich zu austenitischen Edelstählen weist DSS eine höhere Festigkeit, insbesondere eine höhere Streckgrenze, sowie eine verbesserte Beständigkeit gegen Lochfraß, Spannungsrisskorrosion und Korrosionsermüdung auf.
Duplex-Edelstähle (DSS) lassen sich anhand ihrer chemischen Zusammensetzung in vier Typen einteilen: Cr18, Cr23 (Mo-frei), Cr22 und Cr25. Der Typ Cr25 kann weiter in Standard- und Superduplex-Edelstähle unterteilt werden. Die Typen Cr22 und Cr25 sind dabei am weitesten verbreitet. In China werden die meisten DSS-Sorten in Schweden hergestellt, darunter 3RE60 (Typ Cr18), SAF2304 (Typ Cr23), SAF2205 (Typ Cr22) und SAF2507 (Typ Cr25).
Arten von Duplex-Edelstahl
1. Niedriglegierter Typ:Dieser Stahl, der durch UNS S32304 (23Cr-4Ni-0,1N) repräsentiert wird, enthält kein Molybdän und hat eine Lochkorrosionsbeständigkeits-Äquivalentzahl (PREN) von 24-25. Er kann AISI 304 oder 316 in Anwendungen mit Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit ersetzen.
2. Mittellegierte Ausführung:Vertreten durch UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0,15N) mit einem PREN-Wert von 32-33. Seine Korrosionsbeständigkeit liegt zwischen der von AISI 316L und austenitischen Edelstählen mit 6 % Mo+N.
3. Hochlegierter Typ:Dieser Stahl enthält typischerweise 25 % Chrom sowie Molybdän und Stickstoff, mitunter auch Kupfer und Wolfram. Die Bezeichnung UNS S32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0,2N) mit einem PREN-Wert von 38–39 repräsentiert diesen Stahl und bietet eine bessere Korrosionsbeständigkeit als Duplex-Edelstahl mit 22 % Chrom.
4. Super-Duplex-Edelstahl:Enthält hohe Anteile an Molybdän und Stickstoff, wie beispielsweise UNS S32750 (25Cr-7Ni-3,7Mo-0,3N), und manchmal auch Wolfram und Kupfer, mit einem PREN-Wert über 40. Es eignet sich für raue Medienbedingungen und bietet hervorragende Korrosions- und mechanische Eigenschaften, vergleichbar mit super austenitischen Edelstählen.
Duplex-Edelstahlsorten in China
Die neue chinesische Norm GB/T 20878-2007 „Edelstahl- und hitzebeständige Stahlsorten und chemische Zusammensetzung“ umfasst zahlreiche Duplex-Stämme, darunter 14Cr18Ni11Si4AlTi, 022Cr19Ni5Mo3Si2N und 12Cr21Ni5Ti. Der bekannte Duplexstahl 2205 entspricht der chinesischen Sorte 022Cr23Ni5Mo3N.
Eigenschaften von Duplex-Edelstahl
Dank seiner Zweiphasenstruktur, die durch gezielte Steuerung der chemischen Zusammensetzung und des Wärmebehandlungsprozesses erreicht wird, vereint Duplex-Edelstahl (DSS) die Vorteile von ferritischen und austenitischen Edelstählen. Er erbt die ausgezeichnete Zähigkeit und Schweißbarkeit austenitischer Edelstähle sowie die hohe Festigkeit und Beständigkeit gegen Chloridspannungskorrosion ferritischer Edelstähle. Diese überlegenen Eigenschaften haben dazu beigetragen, dass sich DSS seit den 1980er Jahren rasant zu einem schweißbaren Konstruktionswerkstoff entwickelt hat und mit martensitischen, austenitischen und ferritischen Edelstählen vergleichbar ist. DSS weist folgende Eigenschaften auf:
1. Beständigkeit gegen Chloridspannungskorrosion:Molybdänhaltiger Duplex-Edelstahl (DSS) weist bei niedrigen Spannungsniveaus eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Chloridspannungsrisskorrosion auf. Während austenitische Edelstähle der Legierung 18-8 in neutralen Chloridlösungen oberhalb von 60 °C zu Spannungsrisskorrosion neigen, verhält sich DSS in Umgebungen mit Spuren von Chloriden und Schwefelwasserstoff gut und eignet sich daher für Wärmetauscher und Verdampfer.
2. Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion:Duplex-Edelstahl (DSS) zeichnet sich durch eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Lochfraßkorrosion aus. Bei gleichem Lochfraßbeständigkeitsäquivalent (PRE = Cr% + 3,3Mo% + 16N%) weisen DSS und austenitische Edelstähle ähnliche kritische Lochfraßpotenziale auf. Die Beständigkeit von DSS gegen Loch- und Spaltkorrosion, insbesondere bei hochchromhaltigen, stickstoffhaltigen Sorten, übertrifft die von AISI 316L.
3. Beständigkeit gegen Korrosionsermüdung und Verschleißkorrosion:DSS bewährt sich in bestimmten korrosiven Umgebungen und eignet sich daher für Pumpen, Ventile und andere Energieanlagen.
4. Mechanische Eigenschaften:Duplex-Edelstahl (DSS) zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Dauerfestigkeit aus und besitzt eine doppelt so hohe Streckgrenze wie austenitischer Edelstahl 18-8. Im lösungsgeglühten Zustand erreicht er eine Bruchdehnung von 25 % und seine Kerbschlagzähigkeit AK (V-Kerbschlag) übersteigt 100 J.
5. Schweißbarkeit:Duplex-Edelstahl (DSS) zeichnet sich durch gute Schweißbarkeit und geringe Heißrissneigung aus. Vorwärmen ist in der Regel nicht erforderlich, und eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist überflüssig, wodurch das Schweißen mit austenitischen Edelstählen der Güteklasse 18-8 oder Kohlenstoffstählen möglich ist.
6. Warmbearbeitung:Niedrigchromhaltiger (18 % Cr) Duplex-Edelstahl weist einen größeren Warmumformtemperaturbereich und eine geringere Wärmebeständigkeit als austenitische Edelstähle der Legierung 18-8 auf und kann daher ohne Schmieden direkt zu Blechen gewalzt werden. Hochchromhaltiger (25 % Cr) Duplex-Edelstahl ist etwas schwieriger warmzuverarbeiten, kann aber zu Blechen, Rohren und Drähten verarbeitet werden.
7. Kaltverformung:DSS zeigt bei der Kaltverformung eine stärkere Kaltverfestigung als austenitische Edelstähle vom Typ 18-8, weshalb bei der Rohr- und Plattenumformung eine höhere Anfangsspannung für die Verformung erforderlich ist.
8. Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnung:Duplex-Edelstahl (DSS) weist im Vergleich zu austenitischen Edelstählen eine höhere Wärmeleitfähigkeit und niedrigere Wärmeausdehnungskoeffizienten auf und eignet sich daher für die Auskleidung von Anlagen und die Herstellung von Verbundplatten. Er ist zudem ideal für Wärmetauscherrohrkerne und bietet eine höhere Wärmeaustauscheffizienz als austenitische Edelstähle.
9. Sprödigkeit:Duplex-Edelstahl (DSS) weist die Sprödigkeitstendenzen hochchromhaltiger ferritischer Edelstähle auf und ist für den Einsatz bei Temperaturen über 300 °C ungeeignet. Je niedriger der Chromgehalt in DSS ist, desto geringer ist die Neigung zur Bildung spröder Phasen wie der Sigma-Phase.
Produktionsvorteile von Womic Steel
Womic Steel ist ein führender Hersteller von Duplex-Edelstahl und bietet ein umfassendes Produktsortiment an, darunter Rohre, Bleche, Stangen und Drähte. Unsere Produkte entsprechen den wichtigsten internationalen Normen und sind ISO-, CE- und API-zertifiziert. Wir bieten die Möglichkeit der externen Überwachung und Endkontrolle, um höchste Qualitätsstandards zu gewährleisten.
Die Duplex-Edelstahlprodukte von Womic Steel sind bekannt für ihre:
Hochwertige Rohstoffe:Wir verwenden ausschließlich beste Rohstoffe, um eine überragende Produktleistung zu gewährleisten.
Fortschrittliche Fertigungstechniken:Unsere hochmodernen Produktionsanlagen und unser erfahrenes Team ermöglichen es uns, Duplex-Edelstahl mit präziser chemischer Zusammensetzung und mechanischen Eigenschaften herzustellen.
Anpassbare Lösungen:Wir bieten eine breite Palette an Größen und Ausführungen an, um den spezifischen Bedürfnissen unserer Kunden gerecht zu werden.
Strenge Qualitätskontrolle:Unsere strengen Qualitätskontrollprozesse gewährleisten, dass jedes Produkt höchsten Qualitätsstandards entspricht.
Globale Reichweite:Mit einem starken Exportnetzwerk liefert Womic Steel Duplex-Edelstahl an Kunden weltweit und unterstützt so verschiedene Branchen mit zuverlässigen und leistungsstarken Werkstoffen.
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Veröffentlichungsdatum: 29. Juli 2024