Descripción de los productos
La aleación 2205 (UNS S32305 / S31803) es una placa de acero inoxidable dúplex que ofrece una combinación de excelente resistencia a la corrosión, alta resistencia y buena tenacidad al impacto. Estos son algunos puntos clave sobre la placa de acero inoxidable dúplex Alloy 2205:La aleación 2205 consta de un 22% de cromo, un 3% de molibdeno, un 5-6% de níquel y nitrógeno como elementos de aleación. La microestructura dúplex de la aleación, con una combinación equilibrada de fases de ferrita y austenita, contribuye a sus propiedades únicas. La aleación 2205 proporciona una resistencia superior a la corrosión por picaduras y grietas en comparación con los aceros inoxidables austeníticos como el 316L o el 317L en una amplia gama de medios corrosivos. Presenta una excelente resistencia a la corrosión general y a la corrosión localizada, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en entornos agresivos. La aleación 2205 ofrece una alta resistencia, lo que le permite soportar cargas y presiones pesadas. Demuestra una excelente tenacidad al impacto, lo que lo hace resistente a la fractura frágil incluso a bajas temperaturas. La aleación posee altas propiedades de fatiga por corrosión y erosión, lo que la hace adecuada para aplicaciones sujetas a cargas cíclicas y entornos corrosivos. La aleación 2205 tiene una menor expansión térmica en comparación con los aceros inoxidables austeníticos, lo que puede ser beneficioso en ciertas aplicaciones. También exhibe una mayor conductividad térmica, lo que facilita una transferencia de calor eficiente. La placa de acero inoxidable dúplex de aleación 2205 encuentra aplicaciones en diversas industrias, incluido el procesamiento químico, el petróleo y el gas, la pulpa y el papel, y los entornos marinos. Se usa comúnmente en equipos como recipientes a presión, intercambiadores de calor, tuberías y componentes estructurales. Como siempre, es importante tener en cuenta las condiciones de funcionamiento específicas y consultar con ingenieros de materiales o fabricantes de aleaciones para obtener una orientación precisa sobre el uso, la fabricación y la compatibilidad de la aleación 2205 en aplicaciones y entornos particulares.
Aplicaciones
- Recipientes a presión, tanques, tuberías e intercambiadores de calor en la industria de procesamiento químico
- Tuberías, tubos e intercambiadores de calor para el manejo de gas y petróleo
- Sistemas de depuración de efluentes
- Digestores de la industria de la pulpa y el papel, equipos de blanqueo y sistemas de manejo de existencias
- Rotores, ventiladores, ejes y rodillos de prensa que requieren una combinación de fuerza y resistencia a la corrosión
- Tanques de carga para barcos y camiones
- Equipos de procesamiento de alimentos
- Plantas de biocombustibles
Normas
ASTM/ASME........... A240 UNS S32205/S31803EURONORMA........... 1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3
AFNOR................... Z3 CrNi 22.05 AZ
ESTRUENDO......................... W. Nº 1.4462
Propiedades generales
La placa de acero inoxidable dúplex de aleación 2205 ofrece una gama de propiedades ventajosas. Aquí hay algunos detalles adicionales:Composición: La aleación 2205 se compone de 22% de cromo, 3% de molibdeno, 5-6% de níquel y nitrógeno como elementos de aleación. La microestructura dúplex, que consta de fases de ferrita y austenita, contribuye a sus propiedades únicas.
Resistencia a la corrosión:
La aleación 2205 proporciona una resistencia superior a la corrosión por picaduras y grietas en comparación con los aceros inoxidables austeníticos como el 316L o el 317L en la mayoría de los entornos corrosivos.
Exhibe una excelente resistencia a la corrosión general y a la corrosión localizada, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones.
Propiedades mecánicas:
El límite elástico de la aleación 2205 es aproximadamente el doble que el de los aceros inoxidables austeníticos, lo que permite ahorrar peso y competitividad de costos.
La aleación posee una alta resistencia y una excelente resistencia al impacto, lo que la hace adecuada para aplicaciones exigentes.
Propiedades de fatiga:
La aleación 2205 ofrece altas propiedades de fatiga por corrosión y erosión, lo que la hace adecuada para aplicaciones sometidas a cargas cíclicas y entornos corrosivos.
Propiedades térmicas:
La aleación 2205 tiene una menor expansión térmica y una mayor conductividad térmica en comparación con los aceros inoxidables austeníticos, lo que puede ser ventajoso en ciertas aplicaciones.
Rango de temperatura:
La aleación 2205 es particularmente adecuada para aplicaciones dentro del rango de temperatura de -50 °F a +600 °F (-46 °C a +316 °C). Si bien la aleación se puede considerar para temperaturas fuera de este rango, se pueden aplicar algunas restricciones, especialmente para estructuras soldadas.
La placa de acero inoxidable dúplex de aleación 2205 encuentra aplicaciones en diversas industrias, incluido el procesamiento químico, el petróleo y el gas, la pulpa y el papel, y los entornos marinos. Se usa comúnmente en equipos como recipientes a presión, intercambiadores de calor, tuberías y componentes estructurales.
Resistencia a la corrosión
Corrosión general
Debido a su alto contenido de cromo (22%), molibdeno (3%) y nitrógeno (0,18%), las propiedades de resistencia a la corrosión de la placa de acero inoxidable dúplex 2205 son superiores a las de 316L o 317L en la mayoría de los entornos.
Resistencia a la corrosión localizada
El cromo, el molibdeno y el nitrógeno en la placa de acero inoxidable dúplex 2205 también proporcionan una excelente resistencia a la corrosión por picaduras y grietas, incluso en soluciones muy oxidantes y ácidas.
Resistencia a la corrosión bajo tensión
Se sabe que la microestructura dúplex mejora la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión de los aceros inoxidables.
El agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruro de los aceros inoxidables austeníticos puede ocurrir cuando están presentes las condiciones necesarias de temperatura, tensión de tracción, oxígeno y cloruros. Dado que estas condiciones no se controlan fácilmente, el agrietamiento por corrosión bajo tensión a menudo ha sido una barrera para utilizar 304L, 316L o 317L.
Resistencia a la fatiga por corrosión
La placa de acero inoxidable dúplex de aleación 2205 combina alta resistencia y alta resistencia a la corrosión para producir una alta resistencia a la fatiga por corrosión. Las aplicaciones en las que el equipo de procesamiento está sujeto tanto a un entorno agresivamente corrosivo como a la carga cíclica pueden beneficiarse de las propiedades de la placa de acero inoxidable dúplex 2205.
Corrosión general en ácidos fosfóricos de proceso húmedo
|
Velocidad de corrosión, ipy |
||||||||
|
Grado |
Solución A, 1401/4F |
Solución B, 1201/4F |
||||||
|
2205 |
3.1 |
3.9 |
||||||
|
316L |
>200 |
>200 |
||||||
|
904L |
47 |
6.3 |
||||||
|
Composición, % en peso |
||||||||
|
P2O5 |
Hcl |
HF |
H2SO4 |
Fe2O3 |
Al203 |
SiO2 |
CaO |
MgO |
|
Sol A 54.0 |
0.06 |
1.1 |
4.1 |
0.27 |
0.17 |
0.10 |
0.20 |
0.70 |
|
Sol B 27.5 |
0.34 |
1.3 |
1.72 |
0.4 |
0.001 |
0.3 |
0.02 |
— |
Resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión
|
|
Ebullición |
Mecha |
Ebullición |
|
Grado |
42% MgCl2 |
Prueba |
25% NaCl |
|
2205 |
F |
P |
P |
|
254 SMO® |
F |
P |
P |
|
Tipo 316L |
F |
F |
F |
|
Tipo 317L |
F |
F |
F |
|
Aleación 904L |
F |
P o F |
P o F |
|
Aleación 20 |
F |
P |
P |
(P = Aprobado, F = Reprobado)
Análisis químico
Valores típicos (% en peso)
|
Carbono |
Cromo |
Níquel |
Molibdeno |
Nitrógeno |
Otros |
|
0.020 |
22.1 |
5.6 |
3.1 |
0.18 |
S=0.001 |
|
PREN = [Cr%] = 3.3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 34 |
|||||
Propiedades físicas
|
Temperatura °F |
|
68 |
212 |
392 |
77p |
|
Densidad |
libras/pulg.3 |
0.278 |
— |
— |
— |
|
Módulo de elasticidad |
psi x 106 |
27.6 |
26.1 |
25.4 |
24.9 |
|
Expansión lineal (68 °F-T) |
10-6/°F |
— |
7.5 |
7.8 |
8.1 |
|
Conductividad térmica |
Btu/h ft°F |
8.7 |
9.2 |
9.8 |
10.4 |
|
Capacidad térmica |
Btu/lb ft°F |
0.112 |
0.119 |
0.127 |
0.134 |
|
Resistividad eléctrica |
Ωin x 10-6 |
33.5 |
35.4 |
37.4 |
39.4 |
Propiedades mecánicas
|
|
ASTM A 240 |
Típico |
|
Límite elástico 0.2%, ksi |
65 min. |
74 |
|
Resistencia a la tracción, ksi |
90 min. |
105 |
|
Alargamiento, % |
25 min. |
30 |
|
Dureza RC |
32 máx. |
19 |
Propiedades de tracción a temperaturas elevadas
|
Temperatura °F |
122 |
212 |
392 |
77p |
|
Límite elástico 0.2%, ksi |
60 |
52 |
45 |
41 |
|
Resistencia a la tracción, ksi |
96 |
90 |
83 |
81 |
Estructura
El análisis químico de la placa de acero inoxidable dúplex 2205 está optimizado para obtener una microestructura típica de 50 a / 50 g después del tratamiento de recocido en solución a 1900 ° / 1922 ° F (1040 ° / 1080 ° C).
Resistencia a las picaduras de cloruro
La resistencia a las picaduras de un acero inoxidable austenítico se puede relacionar directamente con la composición de la aleación, donde el cromo, el molibdeno y el nitrógeno son un % en peso. El número equivalente de resistencia a las picaduras (PREN) utiliza la siguiente fórmula para medir la resistencia relativa a las picaduras de una aleación: cuanto mayor sea el número, mejor será la resistencia a las picaduras.
Tratamiento
Conformado en caliente
Se recomienda formar por debajo de 600 ° F siempre que sea posible. Cuando se requiere conformado en caliente, la pieza de trabajo debe calentarse uniformemente y trabajarse en el rango de 1750 a 2250 °F. La placa de acero inoxidable dúplex de aleación 2205 es bastante suave a estas temperaturas y se forma fácilmente. Por encima de este rango, 2205 está sujeto a desgarro en caliente. Inmediatamente por debajo de este rango, la austenita se vuelve sustancialmente más fuerte que la ferrita y puede causar grietas, un peligro particular para los bordes "fríos". Por debajo de 1700 ° F puede haber una rápida formación de fases intermetálicas debido a la combinación de temperatura y deformación. Siempre que se realice el conformado en caliente, debe ir seguido de un recocido de solución completa a un mínimo de 1900 ° F y un enfriamiento rápido para restaurar el equilibrio de fase, la tenacidad y la resistencia a la corrosión. No se requiere ni se recomienda aliviar el estrés; sin embargo, si se debe realizar, el material debe recibir un recocido de solución completa a 1900 ° F como mínimo, seguido de un enfriamiento rápido o enfriamiento con agua.
Conformado en frío
La placa de acero inoxidable dúplex de aleación 2205 se corta fácilmente y se forma en frío en equipos adecuados para trabajar aceros inoxidables. Sin embargo, debido a la alta resistencia y al rápido endurecimiento por trabajo de la placa de acero inoxidable dúplex 2205, se requieren fuerzas sustancialmente más altas que las de los aceros austeníticos para formarla en frío. También debido a la alta resistencia, se debe hacer un margen algo mayor para la recuperación elástica.
Tratamiento térmico
La placa de acero inoxidable dúplex de aleación 2205 debe recocerse a un mínimo de 1900 ° F, seguido de un enfriamiento rápido, idealmente con enfriamiento con agua. Este tratamiento se aplica tanto al recocido de la solución como al alivio de tensiones. Los tratamientos de alivio de tensiones a cualquier temperatura más baja conllevan el riesgo de precipitación de fases intermetálicas o no metálicas perjudiciales.
Maquinabilidad
Con herramientas de acero de alta velocidad, la placa de acero inoxidable dúplex 2205 se puede mecanizar con los mismos avances y velocidades que la aleación 316L. Cuando se utilizan herramientas de carburo, las velocidades de corte deben reducirse en aproximadamente un 20% en relación con las velocidades de la aleación 316L. Las máquinas potentes y el montaje rígido de herramientas y piezas son esenciales.
Soldadura
La placa de acero inoxidable dúplex de aleación 2205 posee buena soldabilidad. El objetivo de la soldadura 2205 es que el metal de soldadura y la zona afectada por el calor (HAZ) conserven la resistencia a la corrosión, la resistencia y la tenacidad del metal base. La soldadura de 2205 no es difícil, pero es necesario diseñar procedimientos de soldadura que conduzcan a un equilibrio de fase favorable después de la soldadura y eviten la precipitación de fases intermetálicas o no metálicas perjudiciales.
La placa de acero inoxidable dúplex de aleación 2205 se puede soldar mediante: GTAW (TIG); GMAW (MIG); SMAW (electrodo "stick"); VIÓ; FCW; y PAW.