Ontwikkelingen en ervaringen m.b.t. duplex roestvast staal in de chemische industrie
Duplex roestvaste staalsoorten zijn legeringen van Cr-Ni(-Mo) met een microstructuur welke bestaat uit ca 50% ferriet en 50% austeniet.
Dit artikel is gratis beschikbaar in de digitale (Super) Duplex Special (klik hier)
Indien staal gelegeerd wordt met chroom, een ferriet vormer, om de corrosievastheid te verbeteren resulteert dit in een material met een bcc kristal rooster. De oplosbaarheid van interstitiëel opgeloste elementen zoals koolstof en stikstof in een bcc rooster is bijzonder gering. Een geringe heat input kan reeds het ontstaan van precipitaten (zoals chroom carbides) veroorzaken welke de corrosieresistentie ongunstig beinvloeden. In aanwezigheid van ca 18% chroom en ca. 10% nickel ontstaat een volledige austeniet structuur met een fcc kristal rooster. Austenitische materialen hebben een beduidend geringere neiging tot het
uitscheiden van precipitaten zoals carbides en nitrides maar hebben het nadeel van geringere sterkte en gevoeligheid voor chloride spanningscorrosie.
Figuur 1: Schematisch pseudo-binair fasediagram voor 70% Fe met de kristalstructuren van Fe-Cr-Ni legeringen (Lippold en Savage).
Het is duidelijk dat de wens bestond om de goede eigenschappen van austenitische materialen te combineren met de goede eigenschappen van ferritische materialen. Vlak na de tweede wereld oorlog slaagde men er in om een materiaal te fabriceren met een ferriet-austeniet (duplex) structuur door staal te legeren met een uitgebalanceerde hoeveelheid austeniet- en ferrietvormers. In het schematische pseudo-binaire fase diagram voor Cr en Ni (met 70% Fe) zoals getoond in Figuur 1 is zichtbaar dat zowel ferriet als austeniet stabiel zijn in het gebied van 20 to 25% Cr and 5 to 10% Ni.
Bij hoge temperatuur zijn duplex rvs types ferritisch. De partiële transformatie naar austeniet treedt op gedurende afkoeling in het temperatuurgebied van 1200 tot 800 °C. De microstructuur bestaat uit een ferriet matrix met austeniet eilanden zoals getoond in Foto 1.
Foto 1:...