Własności mechaniczne stali ferrytyczno-austenitycznych

O własnościach mechanicznych i odporności na korozję stali ferrytyczno - austenitycznych decyduje ich struktura, a w szczególności zrównoważony udział obu faz. Faza austenityczna w tych stalach zapewnia ciągliwość i udarność oraz zwiększą odporność na działanie korozji, natomiast faza ferrytyczna zwiększa wytrzymałość na rozciąganie, granicę plastyczności i twardość. Stale ferrytyczno-austenityczne charakteryzują się wyższymi własnościami mechanicznymi w porównaniu z austenitycznymi stalami odpornymi na korozję. Tak korzystne własności wytrzymałościowe stale te zawdzięczają drobnoziarnistej strukturze oraz obecności roztworu międzywęzłowego azotu w austenicie. Azot rozpuszczając się w fazie austenitycznej powoduje wzrost jego własności wytrzymałościowych do poziomu fazy ferrytycznej. Wytrzymałość na rozciąganie stali ferrytyczno - austenitycznych jest około dwa razy wyższa od jej granicy plastyczności, natomiast w stalach austenitycznych relacja ta wynosi około 0,35. Przeprowadzenie obróbki plastycznej na zimno może spowodować wzrost wartości granica plastyczności stali nawet do ok. 1000 MPa. W trakcie eksploatacji stali w podwyższonych temperaturach wartość granicy plastyczności obniża się, co jest spowodowane osłabieniem umacniającego wpływu azotu, którego atomy stają się bardziej ruchliwe i w mniejszym stopniu blokują ruch dyslokacji.

Wzrost udziału fazy ferrytycznej w strukturze stali dwufazowych powoduje zwiększenie wartości granicy plastyczności i jednocześnie obniżenie przewężenia, wydłużenia i energii łamania stali, co jest spowodowane dużą skłonnością do kruchości tej fazy.

Wpływ udziału fazy ferrytycznej na własności mechaniczne stali austenityczno-ferrytycznej zawierającej 23% Cr, 3% Mo, 0,05% C i zmienną ilość niklu.

Udarność stali ferrytyczno-austenitycznych w temperaturze pokojowej jest porównywalna do stali austenitycznych, jednak wraz z obniżaniem temperatury badania znacznie maleje (rys. 2). Temperatura przejścia w stan kruchy stali ferrytyczno - austenitycznych wynosi około -50°C .Wyższa twardość stali ferrytyczno-austenitycznych w porównaniu ze stalami austenitycznymi związana jest bezpośrednio z większą wytrzymałością struktury dwufazowej i sprawia, że stale typu „duplex” wykazują dobrą odporność na zużycie ścierne i erozję. W tablicy 1 przedstawiono porównanie własności mechanicznych dwufazowych stali ferrytyczno – austenitycznych z jednofazowymi austenitycznymi i ferrytycznymi.

        Zależność pracy łamania w funkcji temperatury badania dla stali odpornych na korozję

Własności mechaniczne w temperaturze pokojowej stali ferrytyczno – austenitycznych, austenitycznych w stanie przesyconym i stali ferrytycznych w stanie wyżarzonym.

Oznaczenia użyte w tabeli: ferr - stal ferrytyczna, aust - stal austeniczna, ferr-aust - stal ferrytyczno-austeniczna.