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Os aços duplex são caracterizados por altos teores de cromo (19-28%) e molibdênio (até 5%) e menor teor de níquel do que os aços inoxidáveis austeníticos. Os aços inoxidáveis duplex mais utilizados são o 2205 (22% cromo, 5% níquel) e o 2507 (25% cromo, 7% níquel); 2507 é conhecido como “super duplex” devido à sua maior resistência à corrosão.
Essencialmente, duplex é uma liga fe-ni-cr que possui uma microestrutura de aço inoxidável ferrítico-austenítico bifásico quando está em temperatura ambiente.
A vantagem de combinar os graus ferrítico e austenítico é que o metal resultante possui uma estrutura metalúrgica que consiste em duas fases e, portanto, se beneficia das propriedades de ambas as microestruturas.
Essas propriedades tornam o aço duplex muito procurado nas indústrias pesadas, como o processamento nuclear e químico de petróleo e gás.
Vantagens do duplex
O aço inoxidável duplex tem uma série de vários benefícios, como:
Força: Os aços inoxidáveis duplex têm aproximadamente o dobro da força de aços inoxidáveis austeníticos ou ferríticos regulares.
Dureza e ductilidade: Os aços inoxidáveis duplex excedem a dureza e a ductilidade dos graus ferríticos, embora não sejam tão sensíveis quanto os austeníticos.
Resistência a corrosão: Como com todos os aços inoxidáveis, a resistência à corrosão depende principalmente da composição do aço inoxidável, com cromo, molibdênio e nitrogênio sendo o mais importante. Os aços inoxidáveis duplex são extremamente resistentes à corrosão e mesmo em ambientes com cloreto e sulfureto, os aços inoxidáveis duplex apresentam altíssima resistência à corrosão sob tensão (scc). A ccc é um tipo de corrosão que ocorre quando um determinado conjunto de fatores está presente: tensão de tração, ambiente corrosivo e temperatura suficientemente alta.
Resistência térmica: O aço inoxidável duplex tem maior condutividade térmica e menor expansão térmica do que os aços austeníticos. Os graus duplex podem ser facilmente usados até temperaturas de pelo menos-50 ° c porque em baixas temperaturas eles têm melhor ductilidade que os graus ferríticos de aço.
Custo: Aços inoxidáveis duplex têm menor teor de níquel e molibdênio do que suas contrapartes austeníticas. Este índice de liga mais baixo significa que os aços inoxidáveis duplex podem ser mais baixos no custo. Além disso, também é possível que a espessura do aço inoxidável duplex possa ser reduzida, pois possui uma maior resistência de escoamento. Os produtos mais finos significam que as economias significativas do peso podem ser feitas.
Soldabilidade: Os aços inoxidáveis duplex tendem a ter boa soldabilidade e todos os processos de soldagem padrão podem ser usados, embora não sejam tão facilmente soldados quanto os graus austeníticos.
Aço inoxidável duplex graus e padrões
Nos estágios iniciais do desenvolvimento de aços inoxidáveis duplex, havia apenas alguns graus, sendo o mais popular entre eles o aço inoxidável duplex Uns s31803-A. A partir de então, iniciou-se o desenvolvimento de novas notas, determinadas pela sua aplicação final, que podem ser categorizadas em dois tipos principais:
Aços inoxidáveis hiper-duplex e super-duplex, que foram criados para operar em ambientes muito corrosivos, mas com menos foco em sua força
Aços inoxidáveis duplex magros e padrão, que tinham mais foco no aumento da resistência e deveriam ser usados em ambientes levemente corrosivos, como em aplicações estruturais.
Essas categorias passaram a ser identificadas pelo pitting resistance equivalência number (pren) que é calculado por uma fórmula baseada na composição de aços inoxidáveis duplex.
Pren = % cr + 3,3 × % mo + 16 × % n
Composições químicas de aço inoxidável duplex
Duplex magro
AHM | En-nr. | C máx. | Cr | Ni | Mo | N | Mn | Cu | P | Pré * |
S32101 | 1.4162 | 0,04 | 21,0-22,0 | 1,35 a 1,7 | 0,1 0,8 | 0,20 a 0,25 | 4,0 a 6,0 | 0,1 a 0,8 | - | 26 |
S32202 | 1,4062 | 0,03 | 21,5 a 24,0 | 1,0-2,8 | 0,45 | 0,18 a 0,26 | 2,0 | - | 26 | |
S32304 | 1.4362 | 0,03 | 21,5 a 24,5 | 3,0 a 5,5 | 0,05 a 0,6 | 0,05 a 0,20 | 2,5 | 0,05 a 0,60 | - | 26 |
Duplex padrão
AHM | En-nr. | C máx. | Cr | Ni | Mo | N | Mn | Cu | P | Pré * |
S31803 | 1.4462 | 0,03 | 21,0-23,0 | 4,5 a 6,5 | 2,5 a 3,5 | 0,08 a 0,20 | 2,0 | - | - | 33 |
S32205 | 1.4462 | 0,03 | 22,0-23,0 | 4,5 a 6,5 | 3,0 a 3,5 | 0,14 a 0,20 | 2,0 | - | - | 35 |
Duplex com 25% cr
AHM | En-nr. | C máx. | Cr | Ni | Mo | N | Mn | Cu | P | Pré * |
S32520 |
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