Paslanmaz çelik Mukavemet, korozyon direnci ve estetiğin mükemmel birleşimi nedeniyle mühendislik ve teknolojide en yaygın kullanılan malzemelerden biridir. Bununla birlikte, geleneksel paslanmaz çeliklerin düşük tokluk, zayıf kaynaklanabilirlik ve yüksek maliyet gibi bazı sınırlamaları vardır. Bu dezavantajların üstesinden gelmek için 1970'lerde dubleks paslanmaz çelik (DSS) adı verilen yeni bir paslanmaz çelik sınıfı geliştirildi.
Çeşitli dubleks paslanmaz çelik kaliteleri arasında en yaygın olarak kullanılan ve üzerinde çalışılan 2205'tir. Nominal bileşimi %22 Cr, %5 Ni, %3 Mo ve %0.15 N'dir.
Dubleks paslanmaz çeliğin kimyasal bileşimleri 2205
Dubleks paslanmaz çelik 2205'in kimyasal bileşimleri, özelliklerini ve performansını belirlemek için çok önemlidir. Dubleks paslanmaz çelik 2205'i oluşturan ana elementler krom (Cr), nikel (Ni), molibden (Mo) ve nitrojendir (N).
Kimyasal Bileşimler | İçerik |
|
Cr | 22-23% | Ferrit fazının oluşumundan ve korozyon direncinin arttırılmasından sorumludur. |
Ni | 4.5-6.5% | Östenit fazının oluşturulmasından ve süneklik ve tokluğun geliştirilmesinden sorumludur. |
Mo | 3-3.5% | Çukurlaşma ve çatlak korozyonuna karşı direnci artırmaya yardımcı olur. |
N | 0.14-0.2% | Ostenit fazının stabilizasyonundan ve çukurlaşma ve çatlak korozyon direncinin arttırılmasından sorumludur. |
C | 0.03% | Bu elemanların dubleks paslanmaz çelik 2205'in özellikleri ve performansı üzerinde küçük veya olumsuz etkileri vardır. Bu nedenle içerikleri mümkün olduğunca düşük tutulmalıdır. |
Mn | 2% | |
Si | 1% | |
P | 0.03% | |
S | 0.02% | |
Cu | 0.5% |
S31803 ve benzeri gibi farklı dubleks paslanmaz çelik 2205 sınıfları vardır. S32205, biraz farklı kimyasal bileşimlere sahiptir. Bu sınıflar arasındaki temel fark azot içeriğidir. S31803, S32205'ten daha düşük azot içeriğine sahiptir, bu da S31803'ün çukurlaşma ve çatlak korozyon direncinin S32205'ten daha düşük olduğu anlamına gelir. Ancak S31803, S32205'ten daha yüksek ferrit içeriğine sahiptir, bu da S31803'ün S32205'ten daha yüksek mukavemet ve sertliğe sahip olduğu anlamına gelir.
Dubleks Paslanmaz Çelik 2205'in Mekanik Özellikleri
Dubleks paslanmaz çelik 2205'in mekanik özellikleri, geleneksel paslanmaz çelik ve diğer alaşımların özelliklerini aştığı için bu malzemenin en çekici özellikleri arasındadır. Dubleks paslanmaz çelik 2205'in mekanik özellikleri arasında mukavemet, süneklik, sertlik, yorulma ve kırılma tokluğu bulunur.
- Güç
Mukavemet, bir malzemenin uygulanan kuvvetler altında deformasyona ve kırılmaya karşı direnç gösterme yeteneğidir.
Dubleks paslanmaz çelik 2205'in akma mukavemeti, östenitik paslanmaz çeliklerin yaklaşık iki katıdır ve yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çeliklerle karşılaştırılabilir.
Dubleks paslanmaz çelik 2205'in çekme mukavemeti de östenitik paslanmaz çeliğinkinden daha yüksektir ve çökeltmeyle sertleştirilmiş paslanmaz çeliğinkine benzer.
- yumuşaklık
Süneklik, bir malzemenin kırılmadan veya çatlamadan plastik olarak deforme olma yeteneğidir.
Dubleks paslanmaz çelik 2205, plastik deformasyon ve gerinim sertleşmesi sağlayan ostenit fazının varlığı nedeniyle iyi sünekliğe sahiptir.
Dubleks paslanmaz çelik 2205'in uzaması ve alanının azalması ferritik paslanmaz çeliklerden daha yüksek, östenitik paslanmaz çeliklerden daha düşüktür.
- Sertlik
Sertlik, bir malzemenin girinti veya aşınmaya karşı gösterdiği dirençtir.
Dubleks paslanmaz çelik 2205'in sertliği östenitik paslanmaz çeliğinkinden daha yüksek, martensitik paslanmaz çeliğinkinden daha düşüktür. Dubleks paslanmaz çelik 2205'in sertliği soğuk çalışma veya eskitme yoluyla artırılabilir, ancak bu, sünekliği ve korozyon direncini azaltabilir.
- Yorgunluk
Kırılma tokluğu, bir malzemenin stres altında çatlak yayılmasına ve kırılmaya karşı direnç gösterme yeteneğidir.
Dubleks paslanmaz çelik 2205, iyi bir güç ve tokluk dengesi sağlayan ferrit ve ostenit fazlarının dengeli kombinasyonu nedeniyle yüksek yorulma direncine sahiptir. Dubleks paslanmaz çeliğin (2205) yorulma mukavemeti, östenitik paslanmaz çeliğinkinden daha yüksek ve ferritik paslanmaz çeliğinkinden daha düşüktür.
- Kırılma tokluğu
Kırılma tokluğu, bir malzemenin stres altında çatlak yayılmasına ve kırılmaya karşı direnç gösterme yeteneğidir.
Dubleks paslanmaz çelik 2205, sünek kırılma ve enerji emilimi sağlayan östenit fazının varlığı nedeniyle yüksek kırılma dayanıklılığına sahiptir. Dubleks paslanmaz çelik 2205'in kırılma tokluğu, ferritik paslanmaz çeliğinkinden daha yüksek ve östenitik paslanmaz çeliğinkinden daha düşüktür.
2205 Dubleks Paslanmaz Çelik Döküm Prosesi
Dubleks paslanmaz çelik 2205'in döküm işlemi, erimiş metalin bir kalıba dökülerek ve istenen şekle katılaşmasına izin vererek net şekle yakın bileşenler üretme yöntemidir.
- Kalıp yapımı: Kalıp, dökümün şeklini ve boyutunu tanımlayan boşluktur.
- Eritme ve dökme: Eritme ve dökme işlemi, dubleks paslanmaz çeliğin (2205) sıvı hale ısıtılmasını ve kalıba aktarılmasını içerir.
- Katılaşma ve soğutma: Katılaştırma ve soğutma işlemi, sıvı metalin kalıp içerisinde katı metale dönüştürülmesini içerir.
- Kalıptan çıkarma ve temizleme: Kalıptan çıkarma ve temizleme işlemi, dökümün kalıptan çıkarılmasını ve fazla metal, kum, seramik veya alçının dökümden çıkarılmasını içerir.
- Denetim ve test: Muayene ve test süreci, dökümün kalitesinin ve performansının spesifikasyonlara ve standartlara göre kontrol edilmesini içerir.
Dubleks paslanmaz çelik 2205'in döküm işlemi ayrıca aşağıdakiler gibi bazı zorluklar ve çözümler de doğurur:
- Sıcak çatlama: Sıcak çatlama, termal gerilim, ayrışma veya metalin faz dönüşümü nedeniyle katılaşma sırasında veya hemen sonrasında dökümde çatlakların oluşmasıdır.
- Çözüm: Kalıp tasarımı, döküm geometrisi, dökme sıcaklığı, soğuma hızı ve metalin kimyasal bileşimi optimize edilerek sıcak çatlama önlenebilir veya azaltılabilir.
- Faz dönüşümü: Faz dönüşümü, sıcaklık, bileşim veya metalin deformasyonuna bağlı olarak katılaşma sırasında veya sonrasında dökümdeki ferrit ve ostenit fazlarının değişmesidir.
- Ayrım: Segregasyon, sıvı veya katı metaldeki elementlerin farklı çözünürlüğü, difüzyonu veya yoğunluğundan dolayı dökümdeki alaşım elementlerinin eşit olmayan dağılımıdır.
2205 Duplex Paslanmaz Çelik Dökümün Avantajları
Dubleks paslanmaz çelik 2205 döküm, dövme, haddeleme ve işleme gibi diğer yöntemlere kıyasla üstün bir imalat yöntemidir.
- Net şekle yakın üretim
Dubleks paslanmaz çelik 2205 döküm, minimum malzeme israfı ve işleme ile karmaşık ve büyük bileşenler üretebilir. Örneğin, American Foundry Society tarafından yapılan bir araştırma, bir valf gövdesinin dökümünün dubleks paslanmaz çelik 2205 Dövmeye kıyasla malzemeden %40 ve işleme süresinden %30 tasarruf edildi.
- Yüksek performans ve korozyon direnci
Dubleks paslanmaz çelik 2205 döküm, yüksek mukavemet, süneklik, sertlik, yorulma direnci ve kırılma tokluğu sağlayan dengeli bir ferrit ve ostenit mikroyapısı elde edebilir.
Dubleks paslanmaz çelik 2205 döküm, yüksek krom, molibden ve nitrojen içeriği nedeniyle çukurlaşma, çatlak, stresli korozyon çatlaması ve genel korozyon gibi çeşitli korozyon türlerine de direnebilir. Bu özellikler dubleks paslanmaz çelik 2205 dökümünü petrol ve gaz, kimya ve denizcilik endüstrileri gibi zorlu uygulamalar için uygun hale getirir.
- Çevresel, ekonomik ve sosyal faydalar
Dubleks paslanmaz çelik 2205 dökümü, diğer yöntemlere kıyasla sera gazı emisyonlarını, kaynak tüketimini ve imalat sürecinin çevresel etkisini azaltabilir.
2205 DSS Döküm Uygulamaları
- Uzay:İniş takımı, motor parçaları ve yapısal elemanlar.
- Otomotiv:Egzoz sistemleri, turboşarjlar ve yakıt enjektörleri.
- Biyomedikal:İmplantlar, protezler ve cerrahi aletler.
- İnşaat: Köprüler, kuleler ve boru hatları.
- Vanalar
- Pompalar
- Çarklar
- Parçaları
Sonuç
Dubleks 2205 paslanmaz çelik, ileri kalitede dubleks paslanmaz çelik alaşımıdır. Aynı zamanda iyi bir yorulma mukavemetine ve stresli korozyon çatlamasına, yarıklara, çukurlaşmaya, erozyona ve zorlu ortamlardaki genel korozyona karşı mükemmel dirence sahiptir.
