Gli acciai inossidabili duplex presentano una microstruttura bifasica, in cui la frazione volumetrica di ferrite e austenite è pari a circa il 50%. Grazie a questa microstruttura bifasica, questi acciai combinano le migliori proprietà degli acciai inossidabili ferritici e austenitici. In generale, la fase ferritica (reticolo cubico a corpo centrato) fornisce elevata resistenza meccanica, buona tenacità e buona resistenza alla corrosione, mentre la fase austenitica (reticolo cubico a facce centrate) offre buona duttilità.
Grazie alla combinazione di queste proprietà, gli acciai inossidabili duplex sono ampiamente utilizzati nell'industria petrolchimica, cartaria, navale ed energetica. Possono resistere ad ambienti difficili, prolungare la durata utile e operare in condizioni ambientali più estreme.
I materiali ad alta resistenza riducono lo spessore e il peso del componente. Ad esempio, l'acciaio inossidabile super duplex può offrire da tre a quattro volte il limite di snervamento e la resistenza alla corrosione puntiforme dell'acciaio inossidabile 316.
Gli acciai inossidabili duplex sono classificati in tre gradi in base al contenuto gravimetrico di cromo (Cr) e al numero equivalente di resistenza alla corrosione puntiforme (PREN):
Uno degli aspetti chiave della saldatura di acciai inossidabili DSS, SDSS, HDSS e leghe speciali è il controllo dei parametri di saldatura.
I requisiti per il processo di saldatura nell'industria petrolchimica stabiliscono il valore minimo di PREN richiesto per i metalli d'apporto. Ad esempio, il DSS richiede un valore di PREN di 35, mentre l'SDSS richiede un valore di PREN di 40. La Figura 1 mostra il DSS e il relativo metallo d'apporto per GMAW e GTAW. Di norma, il contenuto di Cr nel metallo d'apporto corrisponde al contenuto di Cr nel metallo base. Un metodo da considerare quando si utilizza la GTAW per radici e canali caldi è l'uso di metalli d'apporto in superlega. Se il metallo d'apporto è disomogeneo a causa di una tecnica inadeguata, un metallo d'apporto sovralegato può fornire il PREN desiderato e altri valori per il provino di saldatura.
A titolo di esempio, per dimostrare questo, alcuni produttori raccomandano l'utilizzo di filo d'apporto SDSS (25% Cr) per le leghe a base di DSS (22% Cr) e filo d'apporto HDSS (27% Cr) per le leghe a base di SDSS (25% Cr). Il filo d'apporto HDSS può essere utilizzato anche per le leghe HDSS. Questo duplex austeno-ferritico contiene circa il 65% di ferrite, il 27% di cromo, il 6,5% di nichel, il 5% di molibdeno ed è considerato a basso tenore di carbonio inferiore allo 0,015%.
Rispetto all'SDSS, il riempimento in HDSS presenta un limite di snervamento più elevato e una migliore resistenza alla corrosione puntiforme e interstiziale. Presenta inoltre una maggiore resistenza alla criccatura da stress da idrogeno e una maggiore resistenza agli ambienti fortemente acidi rispetto all'SDSS. La sua elevata resistenza si traduce in minori costi di manutenzione nella produzione di tubi, poiché un metallo di saldatura di resistenza adeguata non richiede analisi agli elementi finiti e i criteri di accettazione possono essere meno conservativi.
Data l'ampia gamma di materiali di base, requisiti meccanici e condizioni operative, si consiglia di consultare uno specialista in applicazioni DSS e di metallo d'apporto prima di procedere con il progetto successivo.
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