Descrição dos Produtos
A liga 2205 (UNS S32305/S31803) é uma placa de aço inoxidável duplex que oferece uma combinação de excelente resistência à corrosão, alta resistência e boa tenacidade ao impacto. Aqui estão alguns pontos-chave sobre a placa de aço inoxidável duplex da liga 2205: A liga 2205 consiste em 22% de cromo, 3% de molibdênio, 5-6% de níquel e nitrogênio como elementos de liga. A microestrutura duplex da liga, com uma combinação equilibrada de fases ferrita e austenita, contribui para suas propriedades únicas. A liga 2205 oferece resistência superior à corrosão por pite e fenda em comparação com aços inoxidáveis austeníticos, como 316L ou 317L, em uma ampla gama de meios corrosivos. Apresenta excelente resistência à corrosão geral e à corrosão localizada, tornando-o adequado para aplicações em ambientes agressivos. A liga 2205 oferece alta resistência, permitindo que ela suporte cargas e pressões pesadas. Demonstra excelente tenacidade ao impacto, tornando-o resistente a fraturas frágeis mesmo em baixas temperaturas. A liga possui altas propriedades de corrosão e erosão-fadiga, tornando-a adequada para aplicações sujeitas a carregamento cíclico e ambientes corrosivos. A liga 2205 tem menor expansão térmica em comparação com os aços inoxidáveis austeníticos, o que pode ser benéfico em determinadas aplicações. Também apresenta maior condutividade térmica, facilitando a transferência eficiente de calor. A chapa de aço inoxidável duplex Alloy 2205 encontra aplicações em várias indústrias, incluindo processamento químico, petróleo e gás, papel e celulose e ambientes marítimos. É comumente usado em equipamentos como vasos de pressão, trocadores de calor, tubos e componentes estruturais. Como sempre, é importante considerar condições operacionais específicas e consultar engenheiros de materiais ou fabricantes de ligas para obter orientação precisa sobre o uso, fabricação e compatibilidade do Alloy 2205 em aplicações e ambientes específicos.
Aplicativos
- Vasos de pressão, tanques, tubulações e trocadores de calor na indústria de processamento químico
- Tubulações, tubulações e trocadores de calor para o manuseio de gás e óleo
- Sistemas de lavagem de efluentes
- Digestores para a indústria de celulose e papel, equipamentos de branqueamento e sistemas de manuseio de estoque
- Rotores, ventiladores, eixos e rolos de prensagem que exigem resistência combinada e resistência à corrosão
- Tanques de carga para navios e caminhões
- Equipamentos para processamento de alimentos
- Plantas de biocombustíveis
Padrões
ASTM/ASME........... A240 UNS S32205/S31803EURONORM........... 1,4462 X2CrNiMoN 22.5.3
AFNOR................... Z3 CrNi 22,05 AZ
RUÍDO......................... W. Nº 1.4462
Propriedades Gerais
A placa de aço inoxidável duplex Alloy 2205 oferece uma gama de propriedades vantajosas. Aqui estão alguns detalhes adicionais:Composição: A liga 2205 é composta de 22% de cromo, 3% de molibdênio, 5-6% de níquel e nitrogênio como elementos de liga. A microestrutura duplex, constituída pelas fases ferrita e austenita, contribui para suas propriedades únicas.
Resistência à corrosão:
A liga 2205 oferece resistência superior à corrosão por pite e fenda em comparação com aços inoxidáveis austeníticos como 316L ou 317L na maioria dos ambientes corrosivos.
Apresenta excelente resistência à corrosão geral e à corrosão localizada, tornando-o adequado para uma ampla gama de aplicações.
Propriedades mecânicas:
A resistência ao escoamento da liga 2205 é aproximadamente duas vezes maior que a dos aços inoxidáveis austeníticos, permitindo economia de peso e competitividade de custos.
A liga possui alta resistência e excelente tenacidade ao impacto, tornando-a adequada para aplicações exigentes.
Propriedades da fadiga:
A liga 2205 oferece altas propriedades de corrosão e erosão-fadiga, tornando-a adequada para aplicações submetidas a carregamento cíclico e ambientes corrosivos.
Propriedades Térmicas:
A liga 2205 possui menor expansão térmica e maior condutividade térmica em relação aos aços inoxidáveis austeníticos, o que pode ser vantajoso em determinadas aplicações.
Faixa de temperatura:
A liga 2205 é particularmente adequada para aplicações dentro da faixa de temperatura de -46°C a +316°C (-50°F a +600°F). Embora a liga possa ser considerada para temperaturas fora desta faixa, algumas restrições podem ser aplicadas, especialmente para estruturas soldadas.
A chapa de aço inoxidável duplex Alloy 2205 encontra aplicações em várias indústrias, incluindo processamento químico, petróleo e gás, papel e celulose e ambientes marítimos. É comumente usado em equipamentos como vasos de pressão, trocadores de calor, tubos e componentes estruturais.
Resistência à corrosão
Corrosão Geral
Devido aos seus altos teores de cromo (22%), molibdênio (3%) e nitrogênio (0,18%), as propriedades de resistência à corrosão da chapa de aço inoxidável duplex 2205 são superiores às de 316L ou 317L na maioria dos ambientes.
Resistência à corrosão localizada
O cromo, molibdênio e nitrogênio em chapa de aço inoxidável duplex 2205 também fornecem excelente resistência à corrosão por pite e fenda, mesmo em soluções muito oxidantes e ácidas.
Resistência à corrosão sob tensão
A microestrutura duplex é conhecida por melhorar a resistência à corrosão sob tensão e fissuração de aços inoxidáveis.
A corrosão por tensão de cloretos de aços inoxidáveis austeníticos pode ocorrer quando as condições necessárias de temperatura, tensão de tração, oxigênio e cloretos estão presentes. Uma vez que essas condições não são facilmente controladas, a corrosão sob tensão tem sido frequentemente uma barreira para a utilização de 304L, 316L ou 317L.
Resistência à corrosão e fadiga
A chapa de aço inoxidável duplex Alloy 2205 combina alta resistência e alta resistência à corrosão para produzir alta resistência à corrosão, fadiga. Aplicações em que o equipamento de processamento está sujeito tanto a um ambiente corrosivo quanto a um carregamento ciclístico podem se beneficiar das propriedades da chapa de aço inoxidável duplex 2205.
Corrosão Geral em Ácidos Fosfóricos de Processo Úmido
|
Taxa de corrosão, ipy |
||||||||
|
Grau |
Solução A, 1401/4F |
Solução B, 1201/4F |
||||||
|
2205 |
3.1 |
3.9 |
||||||
|
316L |
>200 |
>200 |
||||||
|
904L |
47 |
6.3 |
||||||
|
Composição, % em 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 |
— |
Resistência à corrosão sob tensão e fissuração
|
|
Fervente |
Mecha |
Fervente |
|
Grau |
42% MgCl2 |
Teste |
NaCl 25% |
|
2205 |
F |
P |
P |
|
254 SMO® |
F |
P |
P |
|
Tipo 316L |
F |
F |
F |
|
Tipo 317L |
F |
F |
F |
|
Liga 904L |
F |
P ou F |
P ou F |
|
Liga 20 |
F |
P |
P |
(P = Passa, F = Falha)
Análise Química
Valores típicos (peso %)
|
Carbono |
Cromo |
Níquel |
Molibdénio |
Azoto |
Outros |
|
0.020 |
22.1 |
5.6 |
3.1 |
0.18 |
S=0,001 |
|
PREN = [Cr%] = 3,3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 34 |
|||||
Propriedades Físicas
|
Temperatura °F |
|
68 |
212 |
392 |
572 |
|
Densidade |
lb/em3 |
0.278 |
— |
— |
— |
|
Módulo de elasticidade |
psi x 106 |
27.6 |
26.1 |
25.4 |
24.9 |
|
Expansão linear (68°F-T) |
10-6/°F |
— |
7.5 |
7.8 |
8.1 |
|
Condutividade Térmica |
Btu/h ft°F |
8.7 |
9.2 |
9.8 |
10.4 |
|
Capacidade Térmica |
Btu/lb ft°F |
0.112 |
0.119 |
0.127 |
0.134 |
|
Resistividade Elétrica |
Ωin x 10-6 |
33.5 |
35.4 |
37.4 |
39.4 |
Propriedades Mecânicas
|
|
ASTM A 240 | |
Típico |
|
Força de escoamento 0.2%, ksi |
65 minutos. |
74 |
|
Resistência à tração, ksi |
90 minutos. |
105 |
|
Alongamento, % |
25 minutos. |
30 |
|
Dureza RC |
32 máx. |
19 |
Propriedades de tração a temperaturas elevadas
|
Temperatura °F |
122 |
212 |
392 |
572 |
|
Força de escoamento 0.2%, ksi |
60 |
52 |
45 |
41 |
|
Resistência à tração, ksi |
96 |
90 |
83 |
81 |
Estrutura
A análise química da chapa de aço inoxidável duplex 2205 é otimizada para obter uma microestrutura típica de 50 a/ 50 g após o tratamento de recozimento da solução a 1900°/1922°F (1040°/1080°C).
Resistência a pites de cloreto
A resistência ao pite de um aço inoxidável austenítico pode ser relacionada diretamente com a composição da liga, onde cromo, molibdênio e nitrogênio são um peso %. O Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) usa a seguinte fórmula para medir a resistência relativa a pites de uma liga - quanto maior o número, melhor a resistência a pites.
Processamento
Conformação a quente
Recomenda-se a formação abaixo de 600°F sempre que possível. Quando a conformação a quente é necessária, a peça deve ser aquecida uniformemente e trabalhada na faixa de 1750 a 2250°F. A placa de aço inoxidável duplex da liga 2205 é bastante macia nessas temperaturas e é facilmente formada. Acima desta faixa, 2205 está sujeito a rasgos quentes. Imediatamente abaixo desta faixa, a austenita torna-se substancialmente mais forte do que a ferrita e pode causar rachaduras, um perigo particular para bordas "frias". Abaixo de 1700°F pode haver rápida formação de fases intermetálicas devido à combinação de temperatura e deformação. Sempre que a conformação a quente é feita, ela deve ser seguida por uma solução completa recozida a 1900°F mínimo e rápida têmpera para restaurar o equilíbrio de fase, a tenacidade e a resistência à corrosão. O alívio do estresse não é necessário ou recomendado; no entanto, se for necessário realizá-lo, o material deve receber uma solução completa recozida a 1900°F no mínimo, seguida de resfriamento rápido ou têmpera a água.
Conformação a Frio
A chapa de aço inoxidável duplex da liga 2205 é facilmente cortada e formada a frio em equipamentos adequados para trabalhar aços inoxidáveis. No entanto, devido à alta resistência e ao rápido endurecimento de trabalho da chapa de aço inoxidável duplex 2205, forças substancialmente maiores do que as dos aços austeníticos são necessárias para formá-la a frio. Também por causa da alta resistência, uma permissão um pouco maior deve ser feita para o springback.
Tratamento térmico
A placa de aço inoxidável duplex da liga 2205 deve ser recozida a 1900°F no mínimo, seguida de resfriamento rápido, idealmente por têmpera a água. Este tratamento aplica-se tanto ao recozimento da solução como ao alívio de tensões. Tratamentos de alívio de estresse em qualquer temperatura mais baixa acarretam o risco de precipitação de fases intermetálicas ou não metálicas prejudiciais.
Usinabilidade
Com ferramentas de aço de alta velocidade, a chapa de aço inoxidável duplex 2205 pode ser usinada nas mesmas velocidades e alimentações que a liga 316L. Quando ferramentas de metal duro são usadas, as velocidades de corte devem ser reduzidas em cerca de 20% em relação às velocidades da liga 316L. Máquinas potentes e montagem rígida de ferramentas e peças são essenciais.
Soldagem
A placa de aço inoxidável duplex da liga 2205 possui boa soldabilidade. O objetivo da soldagem 2205 é que o metal de solda e a zona afetada pelo calor (HAZ) mantenham a resistência à corrosão, resistência e tenacidade do metal base. A soldagem de 2205 não é difícil, mas é necessário projetar procedimentos de soldagem que levem a um equilíbrio de fase favorável após a soldagem e evitem precipitação de fases intermetálicas ou não metálicas prejudiciais.
A chapa de aço inoxidável duplex da liga 2205 pode ser soldada por: GTAW (TIG); GMAW (MIG); SMAW (eletrodo "stick"); SERRA; FCW; e PAW.