Descripción general del acero inoxidable dúplex
El acero inoxidable superdúplex se distingue de los aceros dúplex estándar por sus propiedades de resistencia a la corrosión significativamente mejoradas. Se trata de un material altamente aleado con elevadas concentraciones de elementos anticorrosivos como el cromo (Cr) y el molibdeno (Mo). El principal grado de acero inoxidable superdúplex, S32750, contiene hasta un 28,0 % de cromo, un 3,5 % de molibdeno y un 8,0 % de níquel (Ni). Estos componentes le confieren una resistencia excepcional a los agentes corrosivos, incluidos ácidos, cloruros y soluciones cáusticas.
En general, los aceros inoxidables superdúplex se basan en las ventajas ya conocidas de los aceros dúplex, pero con una mayor estabilidad química. Esto los convierte en un grado ideal para la fabricación de componentes críticos en el sector petroquímico, como intercambiadores de calor, calderas y recipientes a presión.
Propiedades mecánicas del acero inoxidable dúplex
| Calificaciones | ASTM A789 Grado S32520 Tratado térmicamente | ASTM A790 Grado S31803 Tratado térmicamente | ASTM A790 Grado S32304 Tratado térmicamente | ASTM A815 Grado S32550 Tratado térmicamente | ASTM A815 Grado S32205 Tratado térmicamente |
| Módulo de elasticidad | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
| Alargamiento | 25 % | 25 % | 25 % | 15 % | 20 % |
| Resistencia a la tracción | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
| dureza Brinell | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
| Límite elástico | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
| coeficiente de dilatación térmica | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
| Capacidad calorífica específica | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) |
| Conductividad térmica | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) |
Clasificación del acero inoxidable dúplex
El primer tipo es de baja aleación, con el grado representativo UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N). Este acero no contiene molibdeno y su valor PREN es de 24-25. Puede utilizarse en lugar del AISI304 o el 316 para la resistencia a la corrosión bajo tensión.
El segundo tipo pertenece al tipo de aleación media, la marca representativa es UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), el valor PREN es 32-33, y su resistencia a la corrosión está entre AISI 316L y el acero inoxidable austenítico 6% Mo+N.
El tercer tipo es de aleación alta, que generalmente contiene un 25 % de Cr, molibdeno y nitrógeno, y algunos también contienen cobre y tungsteno. El grado estándar UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N) tiene un valor PREN de 38-39, y la resistencia a la corrosión de este tipo de acero es superior a la del acero inoxidable dúplex con un 22 % de Cr.
El cuarto tipo es el acero inoxidable superdúplex, que contiene alto contenido de molibdeno y nitrógeno. El grado estándar es UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N), y algunos también contienen tungsteno y cobre. Su valor PREN es superior a 40, lo que permite su uso en condiciones ambientales extremas. Posee buena resistencia a la corrosión y excelentes propiedades mecánicas, comparables a las del acero inoxidable superaustenítico.
Ventajas del acero inoxidable dúplex
Como se mencionó anteriormente, el acero dúplex suele tener un mejor desempeño que los aceros individuales que componen su microestructura. En otras palabras, la combinación de las características positivas derivadas de los elementos austeníticos y ferríticos proporciona una solución integral superior para una amplia gama de situaciones de producción.
l Propiedades anticorrosivas: El efecto del molibdeno, el cromo y el nitrógeno en la resistencia a la corrosión de las aleaciones dúplex es inmenso. Varias aleaciones dúplex pueden igualar e incluso superar el rendimiento anticorrosivo de grados austeníticos comunes, como el 304 y el 316. Son especialmente eficaces contra la corrosión por hendidura y por picaduras.
l. Agrietamiento por corrosión bajo tensión (ACS) se produce como resultado de varios factores atmosféricos, siendo la temperatura y la humedad los más evidentes. La tensión de tracción agrava el problema. Los aceros austeníticos normales son muy susceptibles al agrietamiento por corrosión bajo tensión; el acero inoxidable dúplex no lo es.
l Tenacidad: el acero dúplex es más tenaz que los aceros ferríticos, incluso a temperaturas más bajas, aunque en este aspecto no iguala el rendimiento de los grados austeníticos.
l Resistencia: Las aleaciones dúplex pueden ser hasta dos veces más resistentes que las estructuras austeníticas y ferríticas. Una mayor resistencia implica que el metal se mantiene firme incluso con un espesor reducido, lo cual es especialmente importante para disminuir el peso.
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