Aço Duplex F51 (UNS S31803): Introdução ao Produto
O aço inoxidável duplex F51 (UNS S31803) é uma liga versátil e altamente resistente à corrosão, conhecida por sua excelente combinação de propriedades mecânicas e resistência a diversos ambientes corrosivos. Este artigo fornece uma introdução abrangente ao Duplex Steel F51 (UNS S31803), cobrindo sua composição química, propriedades mecânicas, desempenho em diferentes temperaturas, aplicações industriais, formas e tamanhos, padrões de produção, capacidades de soldagem e processamento, vantagens e desvantagens, e uma comparação com ligas semelhantes.
Composição química
Duplex Steel F51 (UNS S31803) possui composição química balanceada que contribui para sua resistência à corrosão e resistência mecânica:
| Elemento | Composição (%) |
|---|---|
| Cromo (Cr) | 21,0 – 23,0 |
| Níquel (Ni) | 4,5 – 6,5 |
| Molibdênio (Mo) | 2,5 – 3,5 |
| Nitrogênio (N) | 00,08 – 0,20 |
| Carbono (C) | 00,030 máx. |
| Silício (Si) | 1,00 no máximo |
| Manganês (Mn) | 2,00 no máximo |
| Fósforo (P) | 00,030 máx. |
| Enxofre (S) | 00,020 máx. |
Propriedades mecânicas
Duplex Steel F51 (UNS S31803) apresenta excelentes propriedades mecânicas adequadas para uma ampla gama de aplicações:
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Resistência à tração, ksi (MPa) | 65 minutos (450 minutos) |
| Força de rendimento (compensação de 0,2%), ksi (MPa) | 45 minutos (310 minutos) |
| Alongamento (% em 2 polegadas) | 25 minutos |
| Dureza, Rockwell C (HRC) | 30 no máximo |
Características de desempenho
Duplex Steel F51 (UNS S31803) oferece desempenho superior em diversas condições:
- Resistência à corrosão: Excelente resistência à corrosão sob tensão (SCC), corrosão por pite e corrosão em fendas em ambientes ricos em cloreto, tornando-o adequado para aplicações marítimas e offshore.
- Força: Maior resistência em comparação aos aços inoxidáveis austeníticos, aliada à boa tenacidade, garantindo integridade estrutural em ambientes exigentes.
- Soldabilidade: Boa soldabilidade com materiais e técnicas de enchimento adequados, facilitando a fabricação e o reparo.
Aplicações Industriais
Duplex Steel F51 (UNS S31803) é amplamente utilizado em indústrias que exigem resistência robusta à corrosão e resistência mecânica:
| Setor Industrial | Formulários |
|---|---|
| Petróleo e Gás | Dutos submarinos, plataformas offshore e componentes expostos a ambientes agressivos. |
| Processamento Químico | Trocadores de calor, tanques de armazenamento e vasos de reatores que manuseiam produtos químicos corrosivos. |
| Marinho | Eixos de hélice, usinas de dessalinização de água do mar e sistemas de exaustão marítima. |
Formas e tamanhos
Duplex Steel F51 (UNS S31803) está disponível em vários formatos e tamanhos para atender às necessidades específicas da aplicação:
- Formulários: Chapas, chapas, barras, tubos, tubulações e conexões.
- Tamanhos: Espessuras variando de 0,5 mm a 50 mm para chapas e diâmetros variando de 6 mm a 300 mm para barras redondas.
Padrões de produção
Duplex Steel F51 (UNS S31803) está em conformidade com os padrões internacionais de produção garantindo qualidade e confiabilidade:
| Formulário de produto | Formas disponíveis | Tamanhos disponíveis | Padrões de produção |
|---|---|---|---|
| Placas/Folhas | Lençóis, Pratos | Espessura: 0,5 mm – 50 mm | ASTM A240, EN 10088 |
| Barras/hastes | Barras redondas, barras quadradas | Diâmetro: 6mm – 300mm | ASTM A276, EN 10088 |
| Canos/Tubos | Sem costura, soldado | DE: 6 mm – 300 mm | ASTM A790, ASTM A789 |
Soldagem e Processamento
Duplex Steel F51 (UNS S31803) oferece boas características de soldabilidade e processamento:
- Soldagem: Pode ser soldado usando métodos padrão como TIG, MIG e soldagem por arco submerso, com pré-aquecimento adequado e tratamento térmico pós-soldagem para manter a resistência à corrosão.
- Usinabilidade: Geralmente inferior aos aços inoxidáveis austeníticos, exigindo velocidades mais lentas e mais potência para operações de usinagem.
Vantagens e desvantagens
| Aspecto | Detalhes |
|---|---|
| Vantagens | Excelente resistência à corrosão, alta resistência, custo-benefício em comparação com ligas superausteníticas e à base de níquel, adequadas para uma ampla gama de aplicações em ambientes agressivos. |
| Desvantagens | A menor tenacidade em comparação aos aços inoxidáveis austeníticos pode exigir manuseio especializado durante a soldagem e fabricação devido à estrutura duplex. |
Comparação com ligas semelhantes
O aço duplex F51 (UNS S31803) é frequentemente comparado com outros aços inoxidáveis duplex, como F60 (UNS S32205) e aços inoxidáveis superausteníticos como 904L (UNS N08904). Aqui está uma breve comparação:
| Tipo/propriedade da liga | Aço Duplex F51 (UNS S31803) | Aço Duplex F60 (UNS S32205) | Aço inoxidável superaustenítico (904L, UNS N08904) |
|---|---|---|---|
| Resistência à corrosão | Excelente resistência à corrosão induzida por cloreto, incluindo corrosão por pite e em frestas. | Maior resistência à corrosão localizada devido ao maior teor de cromo e molibdênio. | Boa resistência à corrosão, inferior aos aços inoxidáveis duplex em ambientes clorados. |
| Força | Maior resistência em comparação aos aços inoxidáveis austeníticos, boa tenacidade. | Características de resistência semelhantes com melhor resistência à corrosão. | Menor resistência em comparação aos aços inoxidáveis duplex, boa conformabilidade. |
| Formulários | Petróleo e gás, processamento químico, ambientes marinhos. | Aplicações semelhantes com maior resistência à corrosão em ambientes agressivos de cloreto. | Indústrias químicas e farmacêuticas, produção de papel. |
Este artigo detalhado apresenta o Duplex Steel F51 (UNS S31803), destacando sua composição química, propriedades mecânicas, características de desempenho, aplicações industriais, formas e tamanhos disponíveis, padrões de produção, capacidades de soldagem e processamento, bem como vantagens, desvantagens e uma comparação com ligas semelhantes. Engenheiros e profissionais que buscam materiais duráveis para aplicações que exigem resistência à corrosão e alta resistência acharão essas informações valiosas para selecionar a liga apropriada para atender às necessidades operacionais específicas.