Duplex Steel F51 (UNS S31803): Product Introduction
Duplex stainless steel F51 (UNS S31803) is a versatile and highly corrosion-resistant alloy known for its excellent combination of mechanical properties and resistance to various corrosive environments. This article provides a comprehensive introduction to Duplex Steel F51 (UNS S31803), covering its chemical composition, mechanical properties, performance at different temperatures, industry applications, shapes and sizes, production standards, welding and processing capabilities, advantages and disadvantages, and a comparison with similar alloys.
องค์ประกอบทางเคมี
Duplex Steel F51 (UNS S31803) has a balanced chemical composition that contributes to its corrosion resistance and mechanical strength:
| องค์ประกอบ | องค์ประกอบ (%) |
|---|---|
| โครเมียม (Cr) | 21.0 – 23.0 |
| นิกเกิล (พรรณี) | 4.5 – 6.5 |
| โมลิบดีนัม (Mo) | 2.5 – 3.5 |
| ไนโตรเจน (N) | 0.08 – 0.20 |
| คาร์บอน (ซี) | 0.030 สูงสุด |
| ซิลิคอน (ศรี) | 1.00 max |
| แมงกานีส (Mn) | 2.00 max |
| ฟอสฟอรัส (P) | 0.030 สูงสุด |
| ซัลเฟอร์ (S) | 0.020 สูงสุด |
คุณสมบัติทางกล
Duplex Steel F51 (UNS S31803) exhibits excellent mechanical properties suitable for a wide range of applications:
| คุณสมบัติ | ค่า |
|---|---|
| ความต้านแรงดึง ksi (MPa) | 65 min (450 min) |
| ผลผลิตความแข็งแรง (ชดเชย 0.2%) ksi (MPa) | 45 min (310 min) |
| การยืดตัว (% เป็น 2 นิ้ว) | 25 min |
| ความแข็ง Rockwell C (HRC) | 30 max |
ลักษณะการทำงาน
Duplex Steel F51 (UNS S31803) offers superior performance across diverse conditions:
- ความต้านทานการกัดกร่อน: Excellent resistance to stress corrosion cracking (SCC), pitting, and crevice corrosion in chloride-rich environments, making it suitable for marine and offshore applications.
- ความแข็งแกร่ง: Higher strength compared to austenitic stainless steels, combined with good toughness, ensuring structural integrity in demanding environments.
- ความสามารถในการเชื่อม: Good weldability with suitable filler materials and techniques, facilitating ease of fabrication and repair.
การใช้งานในอุตสาหกรรม
Duplex Steel F51 (UNS S31803) finds extensive use in industries requiring robust corrosion resistance and mechanical strength:
| ภาคอุตสาหกรรม | แอพพลิเคชั่น |
|---|---|
| น้ำมันและก๊าซ | Subsea pipelines, offshore platforms, and components exposed to aggressive environments. |
| การแปรรูปทางเคมี | Heat exchangers, storage tanks, and reactor vessels handling corrosive chemicals. |
| มารีน | Propeller shafts, seawater desalination plants, and marine exhaust systems. |
รูปร่างและขนาด
Duplex Steel F51 (UNS S31803) is available in various forms and sizes to meet specific application needs:
- แบบฟอร์ม: แผ่น แผ่น แท่ง ท่อ ท่อ และข้อต่อ
- ขนาด: ความหนาตั้งแต่ 0.5 มม. ถึง 50 มม. สำหรับแผ่นเพลท และเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 6 มม. ถึง 300 มม. สำหรับเหล็กเส้นกลม
มาตรฐานการผลิต
Duplex Steel F51 (UNS S31803) conforms to international production standards ensuring quality and reliability:
| แบบฟอร์มสินค้า | รูปร่างที่มีจำหน่าย | ขนาดที่มีจำหน่าย | มาตรฐานการผลิต |
|---|---|---|---|
| แผ่น/แผ่น | แผ่นแผ่น | ความหนา: 0.5 มม. – 50 มม | มาตรฐาน ASTM A240, EN 10088 |
| แท่ง/แท่ง | แท่งกลม, แท่งสี่เหลี่ยม | เส้นผ่านศูนย์กลาง: 6 มม. – 300 มม | มาตรฐาน ASTM A276, EN 10088 |
| ท่อ/ท่อ | ไม่มีรอยต่อรอย | เส้นผ่านศูนย์กลาง: 6 มม. – 300 มม | ASTM A790, ASTM A789 |
การเชื่อมและการแปรรูป
Duplex Steel F51 (UNS S31803) offers good weldability and processing characteristics:
- การเชื่อม: สามารถเชื่อมโดยใช้วิธีการมาตรฐาน เช่น TIG, MIG และการเชื่อมอาร์กแบบจุ่ม โดยมีการให้ความร้อนก่อนและหลังการเชื่อมอย่างเหมาะสม เพื่อรักษาความต้านทานการกัดกร่อน
- ความสามารถในการแปรรูป: โดยทั่วไปจะต่ำกว่าสเตนเลสออสเทนนิติก ซึ่งต้องใช้ความเร็วที่ช้ากว่าและมีกำลังมากกว่าในการตัดเฉือน
ข้อดีและข้อเสีย
| ด้าน | รายละเอียด |
|---|---|
| ข้อดี | Excellent corrosion resistance, high strength, cost-effectiveness compared to super austenitic and nickel-based alloys, suitable for a wide range of applications in aggressive environments. |
| ข้อเสีย | Lower toughness compared to austenitic stainless steels, may require specialized handling during welding and fabrication due to duplex structure. |
เปรียบเทียบกับโลหะผสมที่คล้ายกัน
Duplex Steel F51 (UNS S31803) is often compared with other duplex stainless steels such as F60 (UNS S32205) and super austenitic stainless steels like 904L (UNS N08904). Here’s a brief comparison:
| ประเภทโลหะผสม/คุณสมบัติ | ดูเพล็กซ์สตีล F51 (UNS S31803) | Duplex Steel F60 (UNS S32205) | Super Austenitic Stainless Steel (904L, UNS N08904) |
|---|---|---|---|
| ความต้านทานการกัดกร่อน | ต้านทานการกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์ได้ดีเยี่ยม รวมถึงการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยก | Enhanced resistance to localized corrosion due to higher chromium and molybdenum content. | Good corrosion resistance, lower than duplex stainless steels in chloride environments. |
| ความแข็งแกร่ง | Higher strength compared to austenitic stainless steels, good toughness. | Similar strength characteristics with improved corrosion resistance. | Lower strength compared to duplex stainless steels, good formability. |
| แอพพลิเคชั่น | น้ำมันและก๊าซ กระบวนการทางเคมี สภาพแวดล้อมทางทะเล | Similar applications with enhanced corrosion resistance in aggressive chloride environments. | Chemical and pharmaceutical industries, paper production. |
This detailed article introduces Duplex Steel F51 (UNS S31803), highlighting its chemical composition, mechanical properties, performance characteristics, industry applications, available forms and sizes, production standards, welding and processing capabilities, as well as advantages, disadvantages, and a comparison with similar alloys. Engineers and professionals seeking durable materials for applications requiring corrosion resistance and high strength will find this information valuable for selecting the appropriate alloy to meet specific operational needs.