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Duplex Aço Inox 2205

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.

bar-rod
Pipe/Tube
PlateSheet
 
 

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/S31803
EURONORM........... 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.

Duplex Stainless Alloy 2205

Curvas de isocorrosão de 4 mpy (0,1 mm/ano), em solução de ácido sulfúrico contendo 2000 ppm
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.
Duplex Stainless Alloy 2205
 
Temperatura crítica de pite em NaCl 1M medida usando a célula de pite Outokumpu Stainless, Inc
Duplex Stainless Alloy 2205
Temperatura crítica de corrosão da fenda (CCT) em 10% FeCl3•6H2O

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

Propriedades mecânicas à temperatura ambiente

 

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.