Aço Inoxidável Duplex(DSS) refere-se ao aço inoxidável com ferrita e austenita, cada uma representando cerca de 50%. Geralmente, o conteúdo da fase menor precisa ser de pelo menos 30%. No caso de baixo teor de C, o teor de Cr é de 18% a 28% e o teor de Ni é de 3% a 10%. Alguns aços também contêm elementos de liga como Mo, Cu, Nb, Ti e N.
Aço inoxidável duplexcombina as vantagens da austenita e da ferrita e minimiza as desvantagens de ambas as fases. A composição do aço inoxidável duplex com melhor desempenho é que o teor de ferrita está entre 60% e 40%, e o teor de austenita está entre 40% e 60%. Uma redução substancial em qualquer um dos componentes causará a deterioração do desempenho do aço duplex. enfraquecer.
Resistência à corrosão do aço inoxidável duplex
Os aços inoxidáveis duplex apresentam alta resistência à corrosão na grande maioria dos ambientes onde são usados aços inoxidáveis austeníticos padrão. Seu teor relativamente alto de cromo, molibdênio e nitrogênio lhes confere boa resistência à corrosão e corrosão por cloretos. Desempenho de corrosão em fendas, a estrutura bifásica é uma vantagem em ambientes onde podem ocorrer fissuras por corrosão sob tensão por cloreto.
Se a microestrutura do aço inoxidável duplex contiver pelo menos 30% de ferrita, sua resistência à corrosão sob tensão por cloreto é muito melhor do que a do aço inoxidável austenítico 304 ou 316.
Os aços inoxidáveis duplex são geralmente diferenciados com base no valor PREN do número equivalente de resistência à corrosão. O número equivalente de resistência à corrosão por pite descreve a resistência do aço inoxidável à corrosão localizada em um ambiente contendo cloro.
O papel dos elementos de liga no aço inoxidável duplex
Cromo
O teor de cromo no aço não deve ser inferior a 10,5% para formar uma película de passivação estável contendo cromo para proteger o aço da corrosão atmosférica. A resistência à corrosão do aço inoxidável aumenta com o aumento do teor de cromo. O cromo é um elemento formador de ferrita. A adição de cromo ao aço pode promover a formação de ferrita com estrutura cúbica de corpo centrado. Quando o teor de cromo no aço é maior, mais níquel precisa ser adicionado para formar uma estrutura austenita ou bifásica (ferrita-austenita). Quantidades mais elevadas de cromo também podem promover a formação de fases intermetálicas. Os aços inoxidáveis austeníticos possuem um teor de cromo de pelo menos 16% e os aços inoxidáveis duplex possuem um teor de cromo de pelo menos 20%. O cromo também pode aumentar a resistência à oxidação do aço em altas temperaturas. Este papel do cromo é muito importante. Afeta a formação e remoção de incrustações de óxido ou cor de têmpera após tratamento térmico ou soldagem. A decapagem e a remoção da cor da têmpera dos aços inoxidáveis duplex são mais difíceis do que dos aços inoxidáveis austeníticos.
Molibdênio
O molibdênio pode melhorar a resistência do aço inoxidável à corrosão por picadas e frestas. Quando o teor de cromo no aço inoxidável é de pelo menos 18%, o molibdênio é três vezes mais resistente à corrosão por pites e frestas do que o cromo em um ambiente de íons cloreto. O molibdênio é um elemento formador de ferrita e também aumenta a tendência do aço inoxidável de formar fases intermetálicas. Portanto, os aços inoxidáveis austeníticos normalmente têm um teor de molibdênio inferior a cerca de 7,5% e os aços inoxidáveis duplex têm um teor de molibdênio inferior a 4%.
Azoto
O nitrogênio melhora a resistência dos aços inoxidáveis austeníticos e duplex à corrosão por pites e frestas. Também pode aumentar significativamente a resistência do aço. Na verdade, é o elemento de reforço de solução sólida mais eficaz e o elemento de liga de baixo custo. A melhoria na tenacidade do aço inoxidável duplex contendo nitrogênio se deve ao seu maior teor de austenita e menos fase intermetálica. O nitrogênio não impede a precipitação das fases intermetálicas, mas pode retardar a formação das fases intermetálicas, permitindo tempo suficiente para o processamento e fabricação do aço inoxidável duplex. O nitrogênio é adicionado aos aços inoxidáveis austeníticos e duplex altamente resistentes à corrosão com alto teor de cromo e molibdênio para neutralizar sua tendência de formar fases sigma.
Os aços inoxidáveis duplex geralmente têm adição de nitrogênio e o teor de níquel é ajustado para atingir o equilíbrio de fases adequado. A estrutura bifásica pode ser obtida equilibrando os elementos formadores de ferrita cromo e molibdênio com os elementos formadores de austenita níquel e nitrogênio.
Níquel
O níquel é um elemento que estabiliza a austenita. O níquel promove a transformação da estrutura cristalina do aço inoxidável de uma estrutura cúbica de corpo centrado (ferrita) para uma estrutura cúbica de face centrada (austenita). O aço inoxidável ferrítico contém pouco ou nenhum níquel, o aço inoxidável duplex contém níquel baixo a moderado, como 1,5% a 7%, e o aço inoxidável austenítico da série 300 contém pelo menos 6% de níquel. A adição de níquel retarda a formação de fases intermetálicas prejudiciais em aços inoxidáveis austeníticos, mas o efeito retardador do níquel em aços inoxidáveis duplex é muito menos eficaz que o do nitrogênio. A estrutura cúbica de face centrada confere ao aço inoxidável austenítico excelente tenacidade. Quase metade do aço inoxidável duplex é austenita, portanto a tenacidade do aço inoxidável duplex é significativamente maior do que a do aço inoxidável ferrítico.
Áreas de aplicação de aço inoxidável duplex
O aço inoxidável duplex é um material versátil tanto em ambientes altamente corrosivos quanto como material de engenharia para estruturas de aço inoxidável.
Seus usos incluem:
Indústria de papel
Indústria química e petroquímica
Hidrometalurgia
Ácidos orgânicos e meios cáusticos
equipamento de controle de poluição
Tanque de armazenamento químico
Aplicações offshore e costeiras
Instalações hidráulicas para cervejarias
