A duplex acélok alkalmazását jó korrózióállóságuk és különösen kedvező szilárdsági tulajdonságaik mellett viszonylag könnyű hegeszthetőségük indokolja. Ezt szemlélteti a különböző duplex- , ausztenites, illetve szuperausztenites acélok szilárdsági és korrózióval szembeni ellenálló képességüket mutató 1. ábra [1]. Jelen írásunkban a duplex acélok hegeszthetőségét tárgyaljuk. Bemutatjuk az anyag kémiai összetételének hatását, a korróziós és mechanikai tulajdonságokat, a hegesztés során lezajló metallurgiai folyamatokat, valamint az alkalmazható hegesztési eljárásokat és azok technológiai paramétereinek hatását.
1. ábra: Különböző acélok szilárdsági adatai és korróziós ellenállása.
Duplex acélok csoportosítása korrózióállóságuk alapján
A korróziós mechanizmusok egyik leggyakoribb fajtája a helyi korrózió, mint a lyuk- és réskorrózió. A korrózióálló acélokat gyakran rangsorolják a kémiai összetétel alapján annak függvényében, hogy mekkora korrózióval szembeni ellenállást érnek el. A PRE (pitting resistance equivalent number) lyukkorróziós ellenállás egyenértéke egy empirikus formulával számítható szám, amelyben az egyes ötvözőelemek olyan együtthatóval szerepelnek, amely kifejezi a lyukkorrózióval szembeni kedvező hatásukat. Ilyen elemek a Cr, Mo, valamint a N. Egy ilyen, leginkább elterjedt formula a Herbsleb-féle [2] egyenlet:
PRE = % Cr + 3.3 % Mo + 30 % N
A képletből látható, hogy a nitrogén tartalomnak van a legnagyobb hatása a PRE-re, ami nem is meglepő, hiszen a nitrogén egy nagyon erős ausztenitképző elem.
Többen publikálták már a fentihez hasonló egyenletüket a PRE kiszámítására, amely egyes acéltípusokra pontosabb megközelítést ad. Ezek közül ismertebb számítási képlet:
PRE=%Cr+3.3 (%Mo+0.5x%W)+a %N
(ahol „a”=16: duplex, szuperduplex acéloknál, „a”=30: szuperausztenites acélokra [3])
A képletben a volfrám lyukkorróziós ellenállásra gyakorolt hatása is megjelenik. Ennek a volfrámmal ötvözött ún. szuperduplex acéltípusoknál lehet jelentőssége, mint az 1.4501-es. A legtöbb saválló acélban a nitrogén mennyisége a főbb ötvözőkéhez képest elenyésző, ezért az „a” szorzótényezőnek hatása a lyukkorróziós ellenálló képességre nem számottevő.
A lyukkorrózió mérését hagyományos súlyveszteségen alapuló korróziós mérési eljárással nem vizsgálják. Habár a korrózió jelei egyértelműen látszanak a súlyveszteség nagyon kismértékű. Természetesen létezik szabványos mérési eljárás a lyukkorrózió kiértékelésére, ahol klórid-ionokkal teli agresszív környezetben „oldják” a mintákat, majd tisztítás után kiértékelik annak felületét. Ezeket a vizsgálatokat különböző hőmérsékleten elvégzik és azt a legkisebb hőmérsékletet, ahol korrózió megjelenik (critical pitting temperature) CTP-nek nevezték el [4]. A vizsgálatok egyértelműen bizonyítják, hogy a korróziós ellenállás növekedésével gyakorlatilag lineárisan növekszik az a hőmérséklet, ahol a korróziós károsodás megindul. A duplex-, ill. szuperausztenites anyagok tehát magasabb hőmérsékleten is biztonságosabban üzemeltethetők, mint a hagyományos korrózióálló acélok.
