Thép không gỉ song công(DSS) dùng để chỉ thép không gỉ có ferit và austenite, mỗi loại chiếm khoảng 50%. Nói chung, hàm lượng của pha nhỏ hơn cần ít nhất là 30%. Trong trường hợp hàm lượng C thấp, hàm lượng Cr là 18%~28% và hàm lượng Ni là 3%~10%. Một số loại thép còn chứa các nguyên tố hợp kim như Mo, Cu, Nb, Ti và N.
Thép không gỉ képkết hợp những ưu điểm của austenite và ferrite và giảm thiểu những nhược điểm của cả hai pha. Thành phần của thép không gỉ song công có hiệu suất tốt nhất là hàm lượng ferrite nằm trong khoảng từ 60% đến 40% và hàm lượng austenite nằm trong khoảng từ 40% đến 60%. Việc giảm đáng kể bất kỳ thành phần nào sẽ làm giảm hiệu suất của thép song công. yếu đi.
Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ song công
Thép không gỉ song thể hiện khả năng chống ăn mòn cao trong phần lớn các môi trường sử dụng thép không gỉ austenit tiêu chuẩn. Hàm lượng crom, molypden và nitơ tương đối cao giúp chúng có khả năng chống rỗ và ăn mòn clorua tốt. Hiệu suất ăn mòn kẽ hở, cấu trúc hai pha là một lợi thế trong môi trường có thể xảy ra hiện tượng nứt do ăn mòn ứng suất clorua.
Nếu cấu trúc vi mô của thép không gỉ song chứa ít nhất 30% ferrite, khả năng chống nứt do ăn mòn ứng suất clorua của nó tốt hơn nhiều so với thép không gỉ austenit 304 hoặc 316.
Thép không gỉ song thường được phân biệt dựa trên số PREN tương đương với khả năng chống rỗ. Con số tương đương về khả năng chống ăn mòn rỗ mô tả khả năng chống ăn mòn cục bộ của thép không gỉ trong môi trường chứa clo.
Vai trò của các nguyên tố hợp kim trong thép không gỉ song
crom
Hàm lượng crom trong thép không được nhỏ hơn 10,5% để tạo thành màng thụ động chứa crom ổn định nhằm bảo vệ thép khỏi bị ăn mòn trong khí quyển. Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ tăng lên khi hàm lượng crom tăng. Crom là nguyên tố tạo ferit. Thêm crom vào thép có thể thúc đẩy sự hình thành ferit có cấu trúc hình khối lấy vật làm trung tâm. Khi hàm lượng crom trong thép cao hơn thì cần phải thêm nhiều niken hơn để tạo thành cấu trúc austenite hoặc cấu trúc hai pha (ferit-austenite). Lượng crom cao hơn cũng có thể thúc đẩy sự hình thành các pha liên kim loại. Thép không gỉ Austenitic có hàm lượng crom ít nhất 16% và thép không gỉ song công có hàm lượng crom ít nhất 20%. Crom còn có thể làm tăng khả năng chống oxy hóa của thép ở nhiệt độ cao. Vai trò này của crom rất quan trọng. Nó ảnh hưởng đến sự hình thành và loại bỏ lớp oxit hoặc màu nóng sau khi xử lý nhiệt hoặc hàn. Việc tẩy và loại bỏ màu nóng của thép không gỉ song khó hơn so với thép không gỉ austenit.
Molypden
Molypden có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở của thép không gỉ. Khi hàm lượng crom trong thép không gỉ ít nhất là 18%, molypden có khả năng chống rỗ và ăn mòn kẽ hở cao gấp ba lần so với crom trong môi trường ion clorua. Molypden là nguyên tố tạo ferit và cũng làm tăng xu hướng tạo thành các pha liên kim của thép không gỉ. Do đó, thép không gỉ austenit thường có hàm lượng molypden dưới khoảng 7,5% và thép không gỉ song công có hàm lượng molypden dưới 4%.
Nitơ
Nitơ cải thiện khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở của thép không gỉ austenit và song công. Nó cũng có thể làm tăng đáng kể sức mạnh của thép. Trên thực tế, nó là nguyên tố tăng cường dung dịch rắn hiệu quả nhất và là nguyên tố hợp kim chi phí thấp. Sự cải thiện độ dẻo dai của thép không gỉ song công chứa nitơ là do hàm lượng austenite cao hơn và ít pha liên kim loại hơn. Nitơ không ngăn cản sự kết tủa của các pha liên kim loại, nhưng nó có thể trì hoãn sự hình thành các pha liên kim loại, cho phép có đủ thời gian để xử lý và sản xuất thép không gỉ song công. Nitơ được thêm vào thép không gỉ austenit và song công có khả năng chống ăn mòn cao với hàm lượng crôm và molypden cao để chống lại xu hướng hình thành các pha sigma của chúng.
Thép không gỉ song thường có thêm nitơ và hàm lượng niken được điều chỉnh để đạt được sự cân bằng pha thích hợp. Cấu trúc hai pha có thể thu được bằng cách cân bằng các nguyên tố tạo thành ferit như crom và molypden với các nguyên tố tạo thành austenit là niken và nitơ.
Niken
Niken là nguyên tố ổn định austenite. Niken thúc đẩy sự chuyển đổi cấu trúc tinh thể của thép không gỉ từ cấu trúc hình khối tập trung vào cơ thể (ferit) sang cấu trúc hình khối tâm mặt (austenite). Thép không gỉ Ferritic chứa ít hoặc không chứa niken, thép không gỉ song công chứa niken từ thấp đến trung bình, chẳng hạn như 1,5% đến 7%, và thép không gỉ austenit dòng 300 chứa ít nhất 6% niken. Việc bổ sung niken làm chậm sự hình thành các pha liên kim có hại trong thép không gỉ austenit, nhưng tác dụng làm chậm của niken trong thép không gỉ song công kém hiệu quả hơn nhiều so với nitơ. Cấu trúc hình khối tập trung vào mặt mang lại độ bền tuyệt vời cho thép không gỉ austenit. Gần một nửa thép không gỉ song công là austenite nên độ bền của thép không gỉ song công cao hơn đáng kể so với thép không gỉ ferit.
Các lĩnh vực ứng dụng của thép không gỉ song công
Thép không gỉ song là vật liệu linh hoạt cả trong môi trường ăn mòn cao và làm vật liệu kỹ thuật cho kết cấu thép không gỉ.
Công dụng của nó bao gồm:
Ngành giấy
Công nghiệp hóa chất và hóa dầu
Thủy luyện
Axit hữu cơ và môi trường ăn da
thiết bị kiểm soát ô nhiễm
Bể chứa hóa chất
Ứng dụng ngoài khơi và ven biển
Thiết bị ống nước nhà máy bia
