二相ステンレス鋼は、フェライトとオーステナイトの体積率が約 50% の 2 相微細構造を持っています。この 2 相微細構造により、これらの鋼はフェライト系ステンレス鋼とオーステナイト系ステンレス鋼の最良の特性を兼ね備えています。一般に、フェライト相 (体心立方格子) は高い機械的強度、優れた靭性、優れた耐食性を提供し、オーステナイト相 (面心立方格子) は優れた延性を提供します。
これらの特性の組み合わせにより、二相ステンレス鋼は石油化学、パルプおよび製紙、海洋、発電の各業界で幅広く使用されています。腐食性媒体に耐え、耐用年数を延ばし、より過酷な環境条件でも動作することができます。
高強度材料を使用すると、部品の厚さと重量を削減できます。たとえば、スーパー二相ステンレス鋼は、316ステンレス鋼よりも3～4倍高い降伏強度と、孔食に対する高い耐性を提供できます。
二相ステンレス鋼は、重量クロム (Cr) 含有量と孔食抵抗当量数 (PREN) に基づいて 3 つのグレードに分類されます。
DSS、SDSS、HDSS、特殊合金ステンレス鋼の溶接における重要な側面の 1 つは、溶接パラメータの制御です。
石油化学産業の溶接プロセス要件によって、フィラー メタルに必要な最小 PREN 値が決定されます。たとえば、DSS では PREN 35、SDSS では PREN 40 が必要です。図 1 は、GMAW および GTAW の DSS とそれに適合するフィラー メタルを示しています。通常、フィラー メタルの Cr 含有量は、母材の Cr 含有量と一致します。ルートおよびホット チャネルに GTAW を使用する場合に考慮すべき 1 つの方法は、超合金フィラー メタルの使用です。溶接金属が不適切な技術のために均一でない場合は、過剰に合金化されたフィラー メタルによって、溶接サンプルに必要な PREN およびその他の値が得られることがあります。
これを証明する例として、一部の製造業者は、DSSベースの合金（22％Cr）にはSDSSフィラーワイヤ（25％Cr）を使用し、SDSS（25％Cr）ベースの合金にはHDSSフィラーワイヤ（27％Cr）を使用することを推奨しています。HDSSベースの合金の場合、HDSSフィラーワイヤを使用することもできます。このオーステナイト-フェライト二相ステンレス鋼は、約65％のフェライト、27％のクロム、6.5％のニッケル、5％のモリブデンを含み、0.015％未満の低炭素と見なされます。
HDSS パッキンは、SDSS と比較して、降伏強度が高く、孔食および隙間腐食に対する耐性が優れています。また、水素誘起応力割れに対する耐性と強酸性環境に対する耐性も SDSS より高くなっています。強度が高いということは、強度が一致する溶接金属に有限要素解析が必要なく、受け入れ基準をそれほど保守的ではないため、パイプ製造時のメンテナンス率が低くなることを意味します。
ベース材料、機械的要件、および使用条件の範囲が広いため、次のプロジェクトに着手する前に、DSS アプリケーションおよびフィラー金属の専門家に相談することを検討してください。
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