فولاد ضد زنگ یک آلیاژ آهن است که حاوی مقدار قابل توجهی کروم است. کروم با آهن واکنش داده و یک لایه نازک اکسید کروم بر روی سطح فولاد تشکیل می‌دهد. این لایه اکسید کروم مانع از خوردگی بیشتر فولاد میشود. فولاد ضد زنگ در انواع مختلفی وجود دارد که هر کدام خواص منحصر به فرد خود را دارند. فولاد دوپلکس نوعی فولاد ضد زنگ است که حاوی مقدار بالایی کروم و نیکل است. این ترکیب به فولاد دوپلکس مقاومت در برابر خوردگی بسیار بالایی می‌دهد. فولاد دوپلکس همچنین استحکام بالایی دارد و به همین دلیل در صنایعی که نیاز به قطعات با استحکام بالا است، مانند ساخت و ساز و صنایع حمل و نقل، کاربرد گسترده‌ای دارد. در ادامه با صباپروفیل همراه باشید تا به بررسی بیشتر این نوع فولاد بپردازیم.
فهرست مطالب
فولاد دوپلکس چیست؟
فولاد دوپلکس یا به نوعی دوبلکس (Duplex Steel)، نوعی فولاد ضد زنگ است که دارای ساختار دوفازی است. به این معنی که این فولاد هم دارای فاز آستنیتی و هم دارای فاز فریتی است. فاز آستنیتی فولاد دوپلکس مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارد و فاز فریتی آن استحکام بالایی دارد. این دو فاز در فولاد دوپلکس به طور مساوی توزیع شده‌اند و این به فولاد دوپلکس خواص منحصر به فردی می‌دهد.
فولاد دوپلکس مقاومت در برابر خوردگی بسیار بالایی دارد و به همین دلیل در صنایعی که در معرض خوردگی هستند، مانند صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، کاربرد گسترده‌ای دارد. فولاد دوبلکس همچنین استحکام بالایی دارد و به همین دلیل در صنایعی که نیاز به قطعات با استحکام بالا است، مانند صنایع ساخت و ساز و صنایع حمل و نقل، کاربرد گسترده‌ای دارد.
فولاد دوپلکس نسبت به فولادهای ضد زنگ معمولی، گران‌تر است، اما مزایای زیادی دارد که این هزینه را جبران می‌کند. فولاد دوپلکس نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارد و عمر طولانی‌تری دارد. همچنین فولاد دوپلکس در برابر خوردگی شیمیایی و خوردگی محیطی مقاوم‌تر است.
در اینجا برخی از کاربردهای فولاد دوپلکس آورده شده است:
- صنایع نفت و گاز
- صنایع پتروشیمی
- ساخت و ساز
- حمل و نقل
- صنایع غذایی و دارویی
- صنایع کشتی سازی
- صنعت آب و فاضلاب
- صنایع کاغذ و خمیر کاغذ
- صنعت سیمان
- صنایع معدنی
فولاد دوپلکس یک ماده همه کاره است که می‌تواند در طیف گسترده‌ای از کاربردها استفاده شود. این ماده به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، استحکام و نیاز به تعمیر و نگهداری کم، یک گزینه محبوب برای صنایع مختلف است.
استانداردها و تاییدیه‌های مربوط به فولاد دوپلکس عبارتند از:
| استاندارد | مشخصات |
| ASTM A240 | استاندارد آمریکایی برای ورق‌ها و صفحات فولاد زنگ‌نزن |
| EN 10088 | استاندارد اروپایی برای فولادهای زنگ‌نزن |
| ASME SA240 | استاندارد آمریکایی برای صفحات و ورق‌های فولاد زنگ‌نزن در فشار بالا |
| DIN 17440 | استاندارد آلمانی فولادهای زنگ‌نزن |
| ISO 9001 | تایید نظام مدیریت کیفیت |
| ISO 14001 | تایید نظام مدیریت زیست‌محیطی |
| CE Mark | علامت تایید استانداردهای اروپایی |
فولاد دوپلکس چگونه ساخته می شود؟
فولاد دوپلکس نوعی فولاد ضد زنگ است که حاوی مقدار بالایی کروم و نیکل است. این ترکیب به فولاد دوپلکس مقاومت در برابر خوردگی بسیار بالایی می‌دهد. فولاد دوپلکس با ذوب مخلوطی از فلزاتی مانند آهن، کروم، نیکل و مولیبدن ساخته میشود. سپس این مخلوط ذوب شده به داخل یک قالب ریخته میشود و اجازه داده میشود تا خنک و جامد شود. پس از جامد شدن، فولاد دوپلکس می‌تواند تحت عملیات حرارتی قرار گیرد تا خواص مورد نظر آن بهبود یابد.
در مقایسه با سایر فولادهای زنگ نزن، فولاد دوبلکس حاوی مقدار کروم بالاتری در حدود 25 درصد، میزان نیکل کمتر از 9 درصد و مقدار کمی نیتروژن است. محتوای آلیاژی فولاد دوبلکس در محدوده‌هایی تعریف میشود و معمولاً با محتوای کروم آن مشخص میشود.
کاربرد فولاد دوپلکس
فولاد دوپلکس با توجه به قابلیت‌هایی که دارد، کاربردهای متعددی در صنایع مختلف دارد، از جمله:
– ساختمان‌سازی: به دلیل داشتن استحکام بالا و وزن کم، فولاد دوپلکس برای سازه‌های فولادی ساختمان‌ها استفاده میشود.
– صنعت خودروسازی: از فولاد دوپلکس در ساخت بدنه، شاسی و قطعات مکانیکی خودرو استفاده میشود.
– صنایع دریایی: در ساخت کشتی، لنج، زیردریایی و سکوهای نفتی از این فولاد استفاده میشود.
– مخازن تحت فشار: برای ساخت مخازن گاز مایع، مخازن هیدرولیکی و مخازن آب‌رسانی کاربرد دارد.
– لوله‌کشی: در ساخت لوله‌های انتقال نفت، گاز و آب از فولاد دوپلکس استفاده میشود.
– صنایع هوافضا: در ساخت بدنه هواپیما و موشک‌ها کاربرد فراوانی دارد.
به طور کلی هر جا نیاز به استحکام بالا و وزن کم باشد، از فولاد دوپلکس استفاده میشود.
فولاد دوپلکس با داشتن خواص منحصر به فرد استحکام بالا و وزن کم، نقشی اساسی در صنایع مختلف از جمله ساختمان‌سازی، خودروسازی، صنایع دریایی و هوافضا دارد و کاربرد آن روز به روز در حال گسترش است.
قیمت فولاد دوپلکس
قیمت فولاد دوپلکس تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
– قیمت مواد اولیه: قیمت مواد اولیه مورد نیاز برای تولید فولاد دوپلکس مانند آهن، کروم و نیکل تاثیر بسزایی در قیمت نهایی دارد.
– هزینه تولید: هزینه‌های مرتبط با تولید شامل دستمزد کارگران، انرژی، حمل و نقل و … نیز بر روی قیمت تمام شده تاثیرگذار است.
– عرضه و تقاضا: در صورت افزایش تقاضا و کاهش عرضه، قیمت‌ها افزایش مییابد و برعکس.
– رقابت در بازار: رقابت شدید بین تولیدکنندگان می‌تواند منجر به کاهش قیمت شود.
– شرایط اقتصاد جهانی: رکود یا رونق اقتصادی در سطح جهانی بر قیمت‌ها تاثیرگذار است.
– تحریم‌های بین‌المللی: تحریم‌ها می‌تواند دسترسی به مواد اولیه یا بازارهای صادراتی را محدود کند.
– نوسانات نرخ ارز: تغییرات نرخ ارزهای خارجی در برابر پول ملی نیز بر قیمت تمام شده تاثیر می‌گذارد.
پرسش و پاسخ
گریدها و درجهبندیهای مختلف فولاد دوپلکس چیست و تفاوت آنها در چیست؟
فولادهای دوپلکس بر اساس درصد عناصر آلیاژی موجود در آنها، به گریدها و درجهبندیهای مختلفی تقسیم میشوند. از مهمترین آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد: دوپلکس ۲۲۰۰: حداقل ۲۲ درصد کروم دارد. مقاومت در برابر خوردگی و استحکام در دماهای بالا دارد. دوپلکس ۲۲۰۵: ۲ تا ۳ درصد مولیبدن دارد. مقاومت به خوردگی دریایی عالی دارد. دوپلکس ۲۵۰۷: حدود ۲۵ درصد کروم و ۷ درصد نیکل دارد. برای محیطهای اسیدی مناسب است. دوپلکس ۳۳۰۴: حدود ۳ درصد مولیبدن و ۴ درصد کروم دارد. مقاومت به خوردگی عالی دارد. دوپلکس ۴۱۴۵: ۱۴ درصد کروم و ۴۵ درصد نیکل دارد. مقاومت در برابر اسید سولفوریک عالی است. بهطورکلی هرچه میزان کروم، نیکل و مولیبدن بیشتر باشد، مقاومت به خوردگی و استحکام در دماهای بالاتر افزایش مییابد.
میزان استحکام و سختی فولاد دوپلکس در دماها و شرایط مختلف چگونه است؟
فولاد دوپلکس دارای خواص مکانیکی بسیار عالی و پایدار در دماها و شرایط محیطی مختلف است: – استحکام کششی فولاد دوپلکس حدوداً دو برابر فولاد ساده کربنی است. این استحکام تا دمای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد تقریباً ثابت باقی می‌ماند. – مقاومت در برابر خستگی و ضربه فولاد دوپلکس در دماهای محیطی و افزایش یافته، بسیار بالاست. – سختی فولاد دوپلکس ۲ تا ۳ برابر فولاد ساده است و تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد تغییر چندانی نمی‌کند. – مدول ارتجاعی آن در حدود ۲۰۰ هزار MPa است که در دماهای مختلف دچار نوسانات اندکی میشود. – مقاومت در برابر خوردگی تنشی در فولادهای دوپلکس بسیار بالا و پایدار است.
روشهای مختلف تولید فولاد دوپلکس کدام است و کدام روش برتری دارد؟
روشهای اصلی تولید فولاد دوپلکس عبارتند از: ۱- روش ذوب متالورژی پودر (PAM): در این روش پودر آهن و آلیاژهای دیگر با هم مخلوط شده و ذوب میشوند. ۲- روش ذوب در کوره قوس الکتریکی (EAF): در این روش فلزات اولیه در کورهای به نام کوره قوس الکتریکی ذوب میشوند. ۳- روش ذوب در خلاء (VIM): در این روش فلزات در خلاء و در دماهای بسیار بالا ذوب میشوند. ۴- روش ذوب القایی (IF): در این روش از جریان الکتریکی برای تولید حرارت و ذوب فلز استفاده میشود. روش PAM و EAF رایجترین روشها هستند. روش EAF به دلیل هزینه پایینتر و سرعت بالاتر معمولاً برتری دارد. روش VIM و IF برای تولید فولادهای با کیفیت بسیار بالا مورد استفاده قرار میگیرند.
قابلیت جوشکاری، برشکاری و شکلدهی فولاد دوپلکس به چه صورت است؟
فولاد دوپلکس قابلیت خوبی در جوشکاری، برشکاری و شکلدهی دارد: – جوشکاری: فولاد دوپلکس قابلیت جوشپذیری عالی دارد و از روشهای مختلف جوشکاری مانند قوس الکتریکی، جوش تنگستن-گاز، لیزر و الکترون بیم میتوان برای آن استفاده کرد. – برشکاری: فولاد دوپلکس را میتوان به راحتی با استفاده از روشهای معمول ماشینکاری مانند برش دهی، سوراخکاری، فرزکاری و … برش داد. – شکلدهی: فولاد دوپلکس در دمای محیط قابلیت شکلپذیری خوبی دارد و میتوان آن را به روشهای خمش، کشش عمیق، فرم دهی و … شکل داد. – در دماهای بالاتر نیز قابلیت شکلدهی فولاد دوپلکس بهتر میشود.
قیمت فولاد دوپلکس در مقایسه با فولادهای دیگر چگونه است؟
فولاد دوپلکس نسبت به انواع فولادهای دیگر، قیمت بالاتری دارد. دلایل اصلی آن عبارتند از، هزینه تولید بالاتر، هزینه مواد اولیه بیشتر، درصد ضایعات پایینتر و خواص مکانیکی برتر. در مجموع قیمت فولاد دوپلکس ۲ تا ۳ برابر فولاد معمولی است.
میزان مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی چقدر است؟
فولاد دوپلکس به دلیل داشتن عناصر آلیاژی مانند کروم و نیکل، مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی و زنگ زدگی دارد. مقاومت در برابر خوردگی عمومی در فولاد دوپلکس ۴ تا ۵ برابر فولاد کربنی معمولی است. همچنین مقاومت در برابر زنگ زدگی در محیطهای اسیدی و قلیایی در فولاد دوپلکس بسیار عالی است.
فولاد و آلیاژ, مقالات در گروه صبا | نویسنده : امید مرادی | بروزرسانی : 15 آبان 1402
