Duplex roestvast staal
Algemeen
Duplex roestvast staal heeft een gemengde austenitisch/ferritische structuur. Als er beperkte hoeveelheden nikkel en soms ook wel mangaan of stikstof aan ferritisch roestvast staal worden toegevoegd, is het mogelijk om een roestvast-staaltype te maken met een structuur die zowel austeniet als ferriet bevat.
Warmtebehandeling
Duplex roestvast staal wordt in het algemeen gebruikt in de zachtgegloeide of in de zachtgegloeide en koudvervormde toestand. Langdurig verhitten bij temperaturen tussen 315° en 925°C kunnen de uitscheiding van een aantal fasen veroorzaken, waaronder sigmafase dat de taaiheid verlaagt. De taaiheid bij lage temperatuur neemt doorgaans af met afnemende afkoelsnelheden na zachtgloeien.
Mechanische eigenschappen
Deze legeringen kunnen worden koudvervormd zodat er een breed scala aan eigenschappen wordt verkregen. De sterkte wordt beperkt tot een maximum waarde vanwege de gevoeligheid voor spanningscorrosie. De sterkte in zachtgegloeide toestand kan sterk uiteenlopen afhankelijk van de legering. Duplex roestvast staal beschikt over een aanzienlijk hogere rekgrens dan die van de gangbare austenitische typen. Deze hogere sterkte staat dunnere wanddiktes toe, hetgeen kan resulteren in aanzienlijke gewichtsbesparingen.
Bewerking
Koudvervormde legeringen worden doorgaans niet gelast omdat anders de sterkte ter plaatse van de las lager zou worden dan die elders in het metaal. Zachtgegloeide legeringen kunnen worden gelast. Het lastoevoegmetaal wordt zodanig gekozen dat de gewenste volumefracties ferriet en austeniet worden gevormd. Dit houdt in dat autogeen lassen (lassen zonder toevoegmetaal) kan resulteren in lassen met slechtere mechanische en corrosie eigenschapen. De taaiheid neemt in het algemeen af met stijgende wanddikte en voor sommige van de legeringen geldt er een bovengrens voor de wanddikte. Buisvormige producten die worden voorzien van draad vereisen een anti-vreetbehandeling.
Gieten
Giet- en smeedlegeringen met overeenkomstige samenstellingen kunnen aanzienlijk verschillende microstructuren vertonen en daardoor ook verschillen in mechanische en corrosieve eigenschappen.
Opmerkingen
Langdurige warmtebehandeling bij temperaturen boven 315°C kunnen de sterkte verlagen alsmede de weerstand tegen scheurvormende spanningscorrosie.
Bij gebruik van duplex roestvast staal moet er aandacht worden geschonken aan eventueel te verwachten hoge temperaturen (bijvoorbeeld als gevolg van laswerkzaamheden), vanwege de neiging van chroom en molybdeen zich te concentreren in respectievelijk de ferriet en de austeniet.
Commerciële typen
De bekendste is 329 (26%Cr - 4,5%Ni - 1,5%Mo), dat goede algemene corrosieweerstand biedt alsmede een weerstand tegen scheurvormende spanningscorrosie die wat beter is dan die van 304.
Sandvik 3RE60 is een overeenkomstige legering met een wat lager chroomgehalte. Een ander klassiek type is de gietlegering CD-4MCu (25%Cr - 5%Ni - 2%Mo - 3%Cu). Nieuwere duplextypen, zoals Ferralium 255, Fermanel, Zeron, CD-3MN, of 2205, bevatten in het algemeen meer Mo (2,5 tot 3,5%) en beheerste hoeveelheden N (0,15 tot 0,25%). Terwijl de lasbaarheid van de oorspronkelijke typen (bijvoorbeeld 329) doorgaans onvoldoende was, is dat bij de nieuwere typen inmiddels verbeterd.
