LDX 2101 (UNS S32101) представляет собой 21,5% хрома, 5% марганца, 1,5% никеля, 0,45% молибдена обедненную дуплексную нержавеющую сталь с коррозионной стойкостью, превосходящей 304L и сравнимой с 316L. LDX 2101 обладает как превосходной прочностью, так и большей стойкостью к хлоридно-коррозионному растрескиванию под напряжением, чем обычные нержавеющие стали серии 300.
Повышенная механическая прочность LDX 2101 позволяет использовать его в более тонких сечениях, что может обеспечить значительную экономию средств для конечного пользователя. LDX 2101 был разработан в качестве универсального заменителя 304 и 304L с низким содержанием никеля.
Приложений
- Контроль загрязнения воздуха
- Усиление внешнего абсорбера и выпускного канала
- Биотопливо
- Заводы и резервуары для производства биодизеля и этанола
- Химическое технологическое оборудование
- Сосуды под давлением, теплообменники, резервуары, трубопроводные системы и цистерны
- Оборудование для производства продуктов питания и напитков
- Резервуары для хранения пальмового масла и вина
- Инфраструктура
- Мосты, шлюзы, шлюзовые затворы
- Целлюлозно-бумажная промышленность
- Реакторы отбеливания перекиси водорода, резервуары для хранения белого щелока, варочные котлы, моечные машины, детали для бумагоделательных машин
- Очистка морской воды
- Камеры опреснительных систем и испарители
- Очистка воды и сточных вод
- Переработка руды
Стандарты
АСТМ.................. А 240АСМЕ.................. SA 240
Общие свойства
LDX 2101 - это обедненная дуплексная нержавеющая сталь с низким содержанием никеля, обогащенная азотом, разработанная для общего использования. Аустенитно-ферритная (дуплексная) структура сплава уравновешена примерно равными количествами феррита и аустенита в состоянии отжига в растворе.
Высокое содержание хрома и азота в LDX 2101 в сочетании с добавлением молибдена обеспечивают очень хорошую стойкость к локальной и равномерной коррозии. Дуплексная микроструктура способствует высокой прочности сплавов и стойкости к хлоридному напряженно-коррозионному растрескиванию. LDX 2101 обладает превосходной прочностью и большей стойкостью к хлоридно-коррозионному растрескиванию по сравнению с обычными нержавеющими сталями серии 300.
Коррозионная стойкость LDX 2101 в целом хорошая, что делает его пригодным для использования в самых разных областях. В большинстве сред он превосходит нержавеющую сталь 304L и сравним с молибденом, содержащим нержавеющую сталь 316L.
Повышенная механическая прочность LDX 2101 значительно превосходит обычные нержавеющие стали серии 300, что позволяет использовать ее в более тонких сечениях, что может обеспечить значительную экономию средств для конечного пользователя.
LDX 2101 обладает хорошей стойкостью к истиранию и эрозии и может быть изготовлен с использованием стандартных производственных методов, разработанных для дуплексных нержавеющих сталей.
Химический анализ
Типичные значения (% по массе)
|
|
|
|
|
|
Хром |
21,0 мин. - 22,0 макс. |
Никель |
1.35 мин. - 1.70 макс. |
|
Марганец |
4.00 мин. - 6.00 макс. |
Молибден |
0,10 мин. - 0,80 макс. |
|
Азот |
0,20 мин. - 0,25 макс. |
Хром |
0,040 макс. |
|
Кремний |
1.00 макс. |
Фосфор |
0,040 макс. |
|
Медь |
0,10 мин. - 0,80 макс. |
Азот |
0,030 макс. |
|
Железо |
Равновесие* |
|
|
Физические свойства
|
|
Температура, °F |
||||
|
|
68 |
200 |
400 |
600 |
|
|
Плотность |
фунт/дюйм3 |
0.28 |
|
|
|
|
Модули упругости |
x 10sup>6 фунтов/кв. дюйм |
29 |
28 |
27 |
26 |
|
Коэффициент Пуассона |
|
0.3 |
|
|
|
|
Линейное расширение |
x 10-6 дюймов/дюймов/°F |
— |
7.2 |
7.5 |
7.5 |
|
Теплопроводность |
БТЕ/фут/ч °F |
8.7 |
9.3 |
9.8 |
10.4 |
|
Теплоемкость |
Дж/кг °F |
500 |
530 |
560 |
590 |
|
Удельное электрическое сопротивление |
микроомметр |
0.80 |
0.85 |
0.90 |
1.00 |
Механические свойства
Свойства при растяжении (минимальные значения)
|
|
Минимальные значения |
Типичные значения |
|
|
Предел текучести со смещением 0,2% |
КСИ |
65 |
69 |
|
Прочность на разрыв |
КСИ |
94 |
101 |
|
Удлинение |
% |
30 |
38 |
|
Твердость (по Бринеллю) |
НВ |
290 (макс.) |
225 |
Расчетный припуск на напряжение
Одним из преимуществ дуплексных нержавеющих сталей, обогащенных азотом, является их более высокий уровень прочности по сравнению с обычными аустенитными нержавеющими сталями. Это позволяет создавать агрегаты с более тонким сечением. Такая экономия веса может значительно снизить стоимость материала и изготовления судна.
Нормы ASME для котлов и сосудов под давлением, раздел VIII, раздел 1, допустимые значения напряжений, ksi
|
Сплав |
200 °F |
300 °F |
400 °F |
500 °F |
600 °F |
|
ЛДХ 2101 |
26.9 |
25.6 |
24.7 |
24.7 |
24.7 |
|
304л |
20.0 |
18.9 |
18.3 |
17.5 |
16.6 |
|
316л |
20.0 |
20.0 |
19.3 |
18.0 |
17.0 |
|
2205 |
25.7 |
24.8 |
23.9 |
23.3 |
23.1 |
|
2304 |
24.0 |
22.5 |
21.7 |
21.3 |
21.0 |
Коррозионные свойства
Нержавеющие стали серии 300 широко используются во многих перерабатывающих отраслях промышленности благодаря их общей коррозионной стойкости. Коррозионная стойкость LDX 2101 в целом выше, чем у 304L, и сопоставима с 316L, что делает его пригодным для использования в самых разных отраслях промышленности и приложениях.
Стойкость хлоридов к точечной коррозии
Стойкость аустенитной нержавеющей стали к точечной коррозии может быть напрямую связана с составом сплава, где хром, молибден и азот составляют массовый %. Эквивалентное число сопротивления точечной коррозии (PREN) использует следующую формулу для измерения относительной стойкости сплава к точечной коррозии - чем выше число, тем лучше сопротивление точечной коррозии.
PREN = %Cr + 3.3Mo + 30N
В следующей таблице сравнивается PREN для LDX 2101 с другими распространенными нержавеющими сталями.
Эквивалентное сопротивление точечной коррозии PREN = %Cr + 3,3Mo + 30N
Устойчивость к щелевой коррозии
Испытание на критическую температуру щелевой коррозии (CCCT) часто используется для сравнения стойкости различных сплавов к щелевой коррозии.
Типичная критическая температура щелевой коррозии в соответствии с методом F стандарта ASTM G48
Стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением
Хлоридное коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) является одной из наиболее серьезных форм локализованной коррозии. Более высокие температуры и снижение pH увеличивают вероятность развития ПКК. Возникновение SCC является одной из наиболее распространенных причин выхода оборудования из строя из нержавеющей стали. Благодаря своей дуплексной структуре LDX 2101 обладает отличной устойчивостью к SCC.
Результаты испытаний на U-образный изгиб в кипящем растворе 40% CaCl2 (100ºC) в течение 500 часов
|
|
Продольный/поперечный |
|
ЛДХ 2101 |
Нет ОЦО |
|
304л |
Крекинг SSC (<150 часов) |
Общая коррозия
Общая коррозия характеризуется как равномерное воздействие на поверхность, контактирующую с агрессивной средой. Стойкость к равномерной коррозии в серной кислоте показана ниже. LDX 2101 превосходит 304L и в некоторых случаях сравним с 316L.
Кривые изокоррозии, 0,1 мм/год, в серной кислоте
