Thép Duplex là gì? Thành phần của thép Duplex

Thép không gỉ Duplex là gì?

Thép không gỉ Duplex được lấy tên từ cấu trúc vi mô hai pha của chúng. Mặc dù các tỷ lệ chính xác thay đổi theo cấp độ, nhưng hầu hết các loại thép Duplex đều có cấu trúc khoảng 50% austenit và 50% ferrit.

Với cấu trúc của Duplex, thép không gỉ Duplex mang lại nhiều đặc điểm nổi bật của cả nhóm thép austenit và ferritic đồng thời giảm thiểu các điểm yếu có trên 2 nhóm thép này.

Thép Duplex là gì

Thành phần hóa học của thép Duplex

Cũng như các nhóm thép không gỉ khác, thành phần luyện kim chính xác của thép Duplex thay đổi theo cấp, nhưng các thành phần phổ biến vẫn bao gồm:

• Carbon
• Mangan
• Silicon
• Crom
• Niken
• Phốt pho
• Lưu huỳnh
• Molypden, nitơ và đồng cũng có thể được sử dụng để ảnh hưởng thêm đến các đặc tính của sản phẩm cuối cùng.

Dưới đây là bảng thành phần hóa học (tính theo % trọng lượng) của một số loại thép không gỉ thuộc nhóm thép không gỉ Duplex:

Lịch sử hình thành thép Duplex

Cuộn thép không gỉ duplex

Khái niệm về thép không gỉ Duplex đã được thảo luận ngay từ những năm 1920. Tuy nhiên, việc sản xuất thép Duplex đầu tiên đã không bắt đầu ngay mà cho đến những năm 1930 mới được thực hiện.

Thép Duplex sản xuất sớm nhất chỉ giới hạn trong sản xuất đúc và các mục đích sử dụng cụ thể vì chúng chứa một lượng carbon tương đối cao.

Tuy nhiên, vào cuối những năm 1960, quá trình khử cacbon cho phép các xưởng đúc kim loại tạo ra thép có hàm lượng cacbon thấp với hàm lượng crom và niken cao đồng thời cân bằng hơn nữa cấu trúc ferit và austenit.

Điều này dẫn đến một thế hệ hợp kim Duplex mới với hiệu suất tốt hơn và ít nhược điểm hơn.

Các loại thép không gỉ Duplex có nhiều điểm tương đồng với các hợp kim hiện đại đang được sản xuất ngày nay — đặc biệt là Duplex 2205 (UNS S21803/32205).

Được phát triển vào giữa những năm 1970, hợp kim thép Duplex vẫn còn phổ biến cho đến ngày nay mang lại khả năng chống ăn mòn vượt trội so với các loại thép không gỉ austenit thông thường, chẳng hạn như 304 (UNS S30400), 316 (UNS S31600) và 317 (UNS S31700).

Những đặc điểm nổi bật của thép Duplex

Mặc dù thép không gỉ Duplex chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong thị trường thép không gỉ toàn cầu, nhưng nó có nhiều lợi ích khi so sánh với các loại thép không gỉ austenit truyền thống và thép không gỉ ferritic. Dưới đây là một số đặc điểm nổi bật của thép không gỉ Duplex:

Cải thiện sức mạnh

Nhiều loại Duplex mạnh gấp hai lần so với các loại thép không gỉ austenit và ferritic.

Độ dẻo dai và độ dẻo cao

Thép không gỉ Duplex thường dễ hình thành dưới áp lực hơn so với các loại ferritic và mang lại độ dẻo dai cao hơn. Mặc dù chúng thường mang lại giá trị thấp hơn so với thép austenit, nhưng cấu trúc và đặc điểm độc đáo của thép Duplex thường vượt trội hơn bất kỳ mối lo ngại nào.

Chống ăn mòn cao

Tùy thuộc vào loại được đề cập, thép không gỉ Duplex cung cấp khả năng chống ăn mòn tương đương (hoặc tốt hơn) như các loại austenit thông thường. Đối với các hợp kim có tăng nitơ, molypden và crom, thép thể hiện khả năng chống ăn mòn kẽ hở và rỗ clorua cao.

Hiệu quả chi phí

Thép không gỉ Duplex cung cấp tất cả các lợi ích trên trong khi yêu cầu hàm lượng molypden và niken thấp hơn. Điều này có nghĩa là nó là một lựa chọn có chi phí thấp hơn so với nhiều loại thép không gỉ austenit truyền thống. Giá của hợp kim Duplex thường ít biến động hơn so với các loại thép khác giúp ước tính chi phí dễ dàng hơn — cả ở cấp độ trả trước và tuổi thọ. Càng cao độ bền và khả năng chống ăn mòn cũng có nghĩa là nhiều bộ phận được làm bằng thép không gỉ Duplex có thể mỏng hơn so với các bộ phận austenit của chúng mang lại chi phí thấp hơn.