O que é o aço inoxidável duplex uns s31803?
O aço inoxidável duplex UNS S31803 é uma liga austenítica-ferrítica com alta concentração de cromo, molibdênio e nitrogênio. É um material versátil comumente usado em várias indústrias, como processamento químico, petróleo e gás, papel e celulose e engenharia naval.
Composição química
O aço inoxidável duplex UNS S31803 consiste em cerca de 22 a 23 por cento de cromo, 3 a 3,5 por cento de molibdênio, 4,5 a 6,5 por cento de níquel e 0,08 a 0,20 por cento de nitrogênio. A composição química do UNS S31803 é crucial para suas propriedades mecânicas e resistência à corrosão.
Propriedades mecânicas
O aço inoxidável duplex UNS S31803 exibe excelentes propriedades mecânicas, incluindo alta resistência, resistência à corrosão e flexibilidade. Em termos de resistência à tração, a liga pode ceder em torno de 620 MPa, enquanto sua resistência à tração chega a 880 MPa. Sua resistência ao escoamento pode chegar a 450 MPa e um alongamento de até 25 por cento em um comprimento padrão de 50 mm.
Resistência à corrosão
O aço inoxidável duplex UNS S31803 é conhecido por sua resistência superior à corrosão em água do mar severa, ambientes químicos e soluções ácidas. Ele também funciona mesmo em altas temperaturas, tornando-o uma excelente escolha para trocadores de calor, válvulas e outras aplicações corrosivas. Comparado aos aços inoxidáveis austeníticos e ferríticos, o aço inoxidável duplex UNS S31803 é mais resistente a trincas por corrosão sob tensão, pitting e corrosão em frestas.
Tratamento térmico
O tratamento térmico afeta significativamente as propriedades mecânicas e metalúrgicas do aço inoxidável duplex UNS S31803. Os dois tratamentos térmicos mais comuns para UNS S31803 são recozimento e têmpera.
O material é aquecido a 1020-1100°C durante o recozimento e resfriado lentamente em um forno. Este processo elimina o estresse e melhora a flexibilidade do material. No entanto, pode potencialmente reduzir sua resistência à corrosão.
A têmpera normalmente envolve o resfriamento rápido do material, melhorando sua dureza e resistência. No entanto, também pode tornar o material mais frágil e propenso a rachaduras.
Quais são as vantagens do aço inoxidável duplex uns s31803?
O aço inoxidável duplex UNS S31803 tem sido uma escolha popular para aplicações industriais devido às suas propriedades únicas que o diferenciam de outros materiais de aço inoxidável. Sua microestrutura duplex, alta resistência e resistência a várias formas de corrosão o tornam um material ideal para uma ampla gama de aplicações.
Microestrutura duplex
A microestrutura duplex do UNS S31803 oferece uma vantagem única sobre outros materiais de aço inoxidável. Esta estrutura consiste em partes iguais de aço inoxidável austenítico e ferrítico. Isso confere ao tecido alta resistência à corrosão, uma de suas vantagens mais significativas. Ele também fornece ao material maior resistência, o que é benéfico em aplicações onde a potência é crucial.
Resistência à Corrosão sob Tensão Rachadura
O aço inoxidável duplex UNS S31803 é altamente resistente à corrosão sob tensão. Esta propriedade única não está presente em outros tipos de aço inoxidável. A corrosão sob tensão pode ocorrer quando um material é exposto à tensão e a ambientes corrosivos específicos, como cloretos. A resistência à corrosão sob tensão torna o UNS S31803 ideal para aplicações em que será exposto a ambientes hostis, como ambientes marinhos e offshore.
Alta resistência comparada ao aço inoxidável austenítico
Outra vantagem do aço inoxidável duplex UNS S31803 é sua resistência em comparação com o aço inoxidável austenítico. Sua microestrutura duplex oferece maior limite de elasticidade, o que é benéfico em aplicações que exigem alto limite de elasticidade. Essa propriedade possibilita a utilização de componentes menores e mais leves sem sacrificar a resistência, reduzindo o peso total e o custo do equipamento.
Resistência à corrosão por picadas e fendas
O aço inoxidável duplex UNS S31803 é altamente resistente à corrosão por pites e frestas, tornando-o ideal para aplicações em ambientes hostis. A corrosão por pites e fendas ocorre quando pequenos orifícios ou fendas em superfícies metálicas se tornam anódicos e corroem mais rapidamente do que a superfície circundante. Isso pode levar à falha de peças metálicas em ambientes agressivos, tornando-se essencial o uso de um material altamente resistente a esses tipos de corrosão.
Excelente resistência à corrosão por tensão induzida por cloreto
O aço inoxidável duplex UNS S31803 também é conhecido por sua excelente resistência à corrosão sob tensão induzida por cloreto. Isso é crítico em aplicações expostas a altos níveis de cloretos, como os encontrados em ambientes marinhos. A resistência à corrosão por estresse induzida por cloreto permite que o UNS S31803 resista a rachaduras e falhas prematuras, mantendo suas propriedades por um longo tempo.
Aplicações do mundo real
O aço inoxidável duplex UNS S31803 tem várias aplicações industriais, incluindo petróleo e gás, processamento químico e engenharia marítima. Também é usado para construir pontes, túneis e outros projetos de infraestrutura. Sua alta resistência, resistência à corrosão e resistência à corrosão sob tensão o tornam a escolha ideal para aplicações altamente exigentes.
Como é usado o aço inoxidável duplex uns s31803?
O aço inoxidável duplex UNS S31803 apresenta microestruturas austeníticas e ferríticas, resultando em excelente resistência à corrosão e alta resistência. Este aço difere de outros tipos de aço inoxidável devido ao seu alto teor de cromo, molibdênio e nitrogênio, proporcionando resistência à corrosão superior em comparação com outros aços inoxidáveis austeníticos.
Aplicações em processamento químico:
Componentes como tubulações, tanques e vasos estão sujeitos a ambientes altamente corrosivos no processamento químico. O UNS S31803 é perfeito para essas indústrias de processamento químico devido à sua resistência superior à corrosão, abrasão, rachaduras por corrosão sob tensão e pitting. Este aço duplex é altamente adequado para aplicações que envolvem ácido sulfúrico, ácido clorídrico e cloretos, tornando-o o material perfeito para plantas de processamento químico.
Uso na indústria de petróleo e gás:
O aço inoxidável duplex UNS S31803 oferece inúmeros benefícios em diferentes estágios de produção de petróleo e gás, incluindo perfuração, extração, processamento e transporte. Devido à sua alta resistência e excelente capacidade de soldagem, o aço inoxidável duplex é amplamente utilizado na indústria de petróleo e gás, onde é usado para mitigar os efeitos da corrosão, erosão e desgaste. Beneficia plataformas de perfuração offshore e dutos submarinos onde o aço é exposto a ambientes hostis e condições de alta pressão.
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Seu papel nas propriedades térmicas:
O aço inoxidável duplex UNS S31803 é amplamente utilizado em aplicações que exigem condutividade térmica e boas propriedades de expansão térmica. Este material bifásico oferece um coeficiente de expansão térmica semelhante aos aços de baixa liga, evitando problemas de expansão térmica diferencial. É amplamente utilizado em trocadores de calor, onde sua alta capacidade de transferência de calor oferece maior eficiência.
Uso em ambientes corrosivos:
O aço inoxidável duplex UNS S31803 é resistente a vários ambientes corrosivos, incluindo água do mar, soluções ácidas e de cloreto. Sua alta resistência à corrosão se deve à sua fórmula, que inclui altos teores de cromo, molibdênio e nitrogênio. Também possui boa flexibilidade e tenacidade, tornando-o adequado para ambientes de alto estresse. Portanto, este tipo de aço é muito adequado para aplicações marítimas, onde oferece desempenho ideal em ambientes hostis.
Utilização em aplicações exigentes de resistência mecânica:
O aço inoxidável duplex UNS S31803 apresenta excelentes propriedades mecânicas, tornando-o uma escolha popular para aplicações que exigem resistência mecânica. A alta resistência, resistência à corrosão e tenacidade desse aço o tornam adequado para construção, pontes e outros equipamentos pesados. Sua soldabilidade e conformabilidade superiores facilitam a fabricação, mantendo a resistência e a durabilidade.
Como o aço inoxidável duplex uns s31803 se compara a outros tipos de aço inoxidável?
Comparação com classes de aço inoxidável austenítico:
Os aços inoxidáveis austeníticos possuem uma microestrutura que consiste apenas em fases austeníticas, tornando-os altamente dúcteis e moldáveis. Em comparação com o UNS S31803, os graus austeníticos têm um teor de níquel mais alto, resultando em melhor resistência à corrosão em ambientes ácidos. No entanto, o UNS S31803 possui resistência superior à corrosão em ambientes ricos em cloreto, tornando-o a escolha preferida para aplicações nas indústrias química e naval.
Comparação com classes de aço inoxidável ferrítico:
Os aços inoxidáveis ferríticos possuem uma microestrutura que consiste apenas em fases ferríticas, tornando-os magnéticos e duros. Ao contrário do UNS S31803, as taxas ferríticas são propensas à corrosão intergranular, limitando sua aplicação em ambientes de alta temperatura. O UNS S31803, por outro lado, tem resistência superior à corrosão por pites e frestas em ambientes com alto teor de cloreto, tornando-o a escolha ideal para indústrias químicas e de exploração de petróleo.
Diferença entre UNS S31803 e UNS S32205:
UNS S31803 e UNS S32205 são dois graus na categoria Duplex com pequenas diferenças na composição química. UNS S32205 tem um maior teor de cromo, molibdênio e nitrogênio, o que melhora suas propriedades de soldagem e aumenta sua resistência à corrosão localizada. No entanto, o UNS S31803 é mais prontamente disponível e econômico, tornando-o uma escolha preferencial para várias aplicações.
Comparação com aço inoxidável super duplex:
Os aços inoxidáveis superduplex possuem um teor mais alto de cromo, molibdênio e nitrogênio do que os tipos duplex, resultando em maior resistência, resistência à corrosão e durabilidade. No entanto, eles são mais caros e requerem técnicas de soldagem especializadas. UNS S31803 é econômico e fornece resistência à corrosão suficiente na maioria das aplicações.
Comparação com outras ligas duplex:
Outras ligas duplex, incluindo UNS S32205, UNS S32750 e UNS S32760, possuem vários níveis de resistência à corrosão, força e durabilidade. UNS S32205 é uma escolha econômica com excelente soldabilidade e resistência à corrosão suficiente na maioria dos ambientes com alto teor de cloreto. UNS S32750 e UNS S32760 oferecem resistência superior à corrosão, mas têm um custo mais alto.
Aplicações práticas:
DEVIDO À SUA SUPERIOR RESISTÊNCIA À CORROSÃO, RESISTÊNCIA E DURABILIDADE, UNS S31803 encontra amplas aplicações nas indústrias química, de petróleo e gás, naval e de processamento de alimentos. É amplamente utilizado para fabricar componentes estruturais, bombas, válvulas e tubulações. Enquanto outros graus podem fornecer propriedades superiores em aplicações específicas, o UNS S31803 oferece uma alternativa econômica sem comprometer as propriedades necessárias.
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Quais são as especificações padrão para o aço inoxidável duplex uns s31803?
Especificações ASTM
UNS S31803 é comumente referido como “Duplex 2205”, após o popular grau produzido pela Outokumpu. Várias especificações ASTM definem esse grau, incluindo A240 para placas, chapas e tiras, A479 para barras e perfis e A790 para tubos soldados e sem costura. As especificações descrevem os requisitos mecânicos e químicos para o material, incluindo tração mínima e resistência ao escoamento, alongamento e dureza. Eles também especificam as faixas de composição química permitidas e os procedimentos de inspeção.
Graus e designações comuns
Além do Duplex 2205, vários outros tipos de aço inoxidável duplex UNS S31803 são comumente usados em várias aplicações. Estes incluem Duplex 2304, que tem menor teor de níquel e maior teor de nitrogênio; Duplex 2507, que possui maior teor de cromo, molibdênio e nitrogênio; e Lean Duplex, que tem menor teor de liga e maior teor de carbono e nitrogênio. Cada classe é projetada para oferecer propriedades específicas para diferentes aplicações, variando de alta resistência e resistência à corrosão a baixa expansão térmica e boa conformabilidade.
Requisitos de composição química
A composição química do aço inoxidável duplex UNS S31803 é crítica para suas características de desempenho. De acordo com ASTM A240, os requisitos típicos de composição química para este material são os seguintes:
Cromo (Cr): 22,0 – 23,0%
Níquel (Ni): 4,5 – 6,5%
Molibdênio (Mo): 3,0 – 3,5%
Nitrogênio (N): 0,14 - 0,20%
Carbono (C): 0,03% máximo
Silício (Si): máximo de 1,0%
Manganês (Mn): máximo de 2,0%
Fósforo (P): 0,03% máximo
Enxofre (S): 0,02% máximo
Propriedades físicas do aço inoxidável duplex UNS S31803
As propriedades físicas do aço inoxidável duplex UNS S31803 são notáveis por sua combinação única de força, resistência à corrosão e estabilidade térmica. A seguir estão algumas das principais propriedades deste material:
Densidade: 7,8 g/cm3
Resistividade elétrica: 8,4 μΩ·m
Expansão Térmica: 13,7 μm/mK (a 0-100°C)
Capacidade térmica específica: 480 J/kg.K
Módulo de elasticidade: 200 GPa
Condutividade Térmica: 19 W/mK (a 100°C)
Força de rendimento: 450 MPa (mínimo)
Resistência à tração: 620 MPa (mínimo)
Alongamento: 25% (mínimo)
Recomendações de Tratamento Térmico
O aço inoxidável duplex UNS S31803 é normalmente fornecido na condição de solução recozida, que possui uma microestrutura de quantidades aproximadamente iguais de ferrita e austenita. Este tratamento de recozimento dá ao material uma combinação desejável de força e resistência à corrosão. Se for necessário tratamento térmico adicional, deve ser realizado entre 1025 e 1100°C por 30 a 60 minutos, seguido de resfriamento rápido ao ar ou à água. Isso é conhecido como “tratamento de solução” e dissolve quaisquer sedimentos que possam ter se formado durante o processamento ou serviço.
Aplicações do aço inoxidável duplex UNS S31803
As propriedades exclusivas do aço inoxidável duplex UNS S31803 o tornam adequado para muitas aplicações, especialmente em ambientes agressivos onde alta resistência e resistência à corrosão são essenciais. Algumas das aplicações padrão para este material incluem:
Equipamentos de processamento químico e petroquímico
Equipamento de produção de petróleo e gás
Estruturas marítimas e offshore
Equipamentos para processamento de celulose e papel
Usinas de dessalinização e instalações de tratamento de água
Trocadores de calor e vasos de pressão.
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Perguntas frequentes:
P: O que é aço inoxidável duplex uns s31803?
R: Uns s31803 é uma liga de aço inoxidável duplex com uma microestrutura ferrítica-austenítica. É amplamente utilizado em muitas aplicações devido à sua boa resistência à corrosão sob tensão por cloretos e alta resistência mecânica.
P: Quais são as composições químicas do aço inoxidável duplex uns s31803?
R: A composição química do aço inoxidável duplex uns s31803 inclui cromo, níquel, molibdênio e nitrogênio, contribuindo para sua resistência à corrosão e propriedades mecânicas.
P: Qual é a resistência à corrosão do aço inoxidável duplex uns s31803?
R: O aço inoxidável duplex Uns s31803 exibe excelente resistência à corrosão, principalmente em ambientes que contêm cloretos. Possui alta resistência à corrosão por pite, tornando-o adequado para diversas indústrias.
P: O aço inoxidável duplex uns s31803 pode ser endurecido?
R: Não, o aço inoxidável duplex s31803 não pode ser endurecido por tratamento térmico. No entanto, possui alta resistência e tenacidade, alcançadas por meio de sua microestrutura única e elementos de liga.
P: Quais são as propriedades mecânicas do aço inoxidável duplex uns s31803?
R: O aço inoxidável duplex Uns s31803 possui excelentes propriedades mecânicas, incluindo alta resistência à tração e resistência ao escoamento, boa resistência à fadiga e resistência ao impacto superior. Sua resistência mecânica o torna adequado para aplicações exigentes.
P: Como é soldado o aço inoxidável duplex uns s31803?
R: O aço inoxidável duplex Uns s31803 pode ser soldado usando vários métodos, como soldagem a arco de tungstênio a gás (GTAW), soldagem a arco de metal a gás (GMAW) e soldagem a arco de metal blindado (SMAW). Práticas de soldagem adequadas são necessárias para manter sua resistência à corrosão e propriedades mecânicas.
P: Quais são as propriedades físicas do aço inoxidável duplex uns s31803?
R: O aço inoxidável duplex Uns s31803 tem uma densidade de aproximadamente 7,8 g/cm³. Tem uma faixa de fusão de 1400-1450°C e uma condutividade térmica de cerca de 19 W/(m·K). Essas propriedades físicas contribuem para seu desempenho geral.
P: Quais são as propriedades térmicas do aço inoxidável duplex uns s31803?
R: O aço inoxidável duplex Uns s31803 exibe boas propriedades térmicas, incluindo baixa expansão térmica e boa condutividade térmica. Essas propriedades o tornam adequado para aplicações que envolvem ambientes de alta temperatura.
P: O que é uma liga no aço inoxidável duplex uns s31803?
R: Uma liga refere-se a uma combinação de diferentes elementos, como cromo, níquel e molibdênio, que são intencionalmente adicionados ao aço inoxidável duplex s31803 para aumentar sua resistência à corrosão, propriedades mecânicas e outras características específicas.
P: O que é aço inoxidável super duplex?
R: O aço inoxidável super duplex é um tipo de aço inoxidável com maior teor de cromo e molibdênio do que os tipos duplex padrão, como uns s31803. Isso confere maior resistência à corrosão, tornando-o adequado para aplicações mais exigentes.
