În coturile duplex din oțel inoxidabil, ferita și austenita reprezintă fiecare aproximativ jumătate din compoziție, oferind rezistență ridicată la coroziune, tenacitate și rezistență, împreună cu o performanță generală bună. Aceste proprietăți le fac utilizate pe scară largă în diverse domenii de inginerie. Austenita reduce semnificativ fragilitatea oțelului cu ferită de crom, menținând în același timp o tenacitate excelentă, în timp ce ferita îmbunătățește eficient rezistența la curgere și rezistența la coroziune a oțelului. Limita de curgere și rezistența la coroziune a coturilor duplex din oțel inoxidabil sunt mai mari decât cele ale oțelului inoxidabil austenitic, făcându-le potrivite pentru a îndeplini cerințele cuprinzătoare de performanță și oferind o valoare ridicată de aplicare.
Una dintre caracteristicile cheie ale cotului duplex din oțel inoxidabil este limita lor de curgere, care poate depăși 500 MPa. Acest lucru oferă avantaje semnificative în reducerea greutății structurale și a costurilor materialelor. În plus, în medii dure, coturile duplex din oțel inoxidabil prezintă o rezistență superioară la zâmbituri, coroziune în crăpături, coroziune prin efort și oboseală prin coroziune în comparație cu oțelul inoxidabil obișnuit. Coturile duplex din oțel inoxidabil conțin niveluri ridicate de elemente de aliaj de Cr, Mo și N, au un conținut scăzut de carbon și, în general, folosesc materiale de umplutură cu conținut ridicat de Ni în timpul sudării. Acest lucru asigură menținerea suficientă de austenită în microstructura sudurii și a zonei afectate de căldură (HAZ), îmbunătățind astfel rezistența la coroziune și plasticitatea îmbinării sudate.
Coturile duplex din oțel inoxidabil au, de asemenea, performanțe bune de sudare. În comparație cu oțelul inoxidabil austenitic, coturile din oțel inoxidabil duplex au o tendință mai mică de fisurare la cald în timpul sudării, iar îmbinările sunt mai puțin probabil să devină casante după aceea. Tendința de îngroșare a granulelor de ferită în zona afectată de căldură este, de asemenea, minimă. La sudarea cotului duplex din oțel inoxidabil, apar schimbări de fază vizibile în sudare, care pot afecta în mod semnificativ rezistența la coroziune a îmbinării. Este important în timpul procesului de sudare să se asigure că atât sudarea, cât și zona afectată de căldură mențin un echilibru adecvat al structurilor de ferită și austenită.
În timpul procesului de sudare, când aportul de căldură de sudare este mare, viteza de răcire a sudurii este lentă. Aceasta favorizează transformarea fazei de ferită în faza de austenită, crescând proporția de austenită în structură și determinând creșterea granulelor de ferită în sudură. Acest lucru poate duce la fragilizare și o scădere a indicelui de plasticitate al îmbinării sudate. În schimb, atunci când aportul de căldură de sudare este insuficient și viteza de răcire este rapidă, transformarea feritei în austenită este inhibată, afectând proporția de austenită în structura sudurii. Acest lucru poate duce la o structură întărită și la fisuri, care sunt dăunătoare rezistenței la impact a zonei afectate de căldură.
În timpul sudării, cotul din oțel inoxidabil 2205 duplex se solidifică inițial pentru a produce o structură de ferită. Ferita rămâne stabilă la temperaturi ridicate și se transformă în faza de austenită când temperatura atinge temperatura solvus. La începutul solidificării, din faza lichidă se formează ferita. Pe măsură ce temperatura scade sub temperatura solvus a feritei, austenita se nucleează și crește de-a lungul granulelor de ferită până când acoperă limitele granulelor de ferită. Mai târziu, austenita precipită din austenita de la granulă sub formă de benzi laterale Widmanstätten.
În prezent, există diferite metode de proces de sudare pentru coturile duplex din oțel inoxidabil. Pentru a obține o bună formare a sudurii în același timp cu creșterea vitezei de sudare și îndeplinirea cerințelor de sudare cu energie scăzută și de înaltă eficiență, Lide Pipe Industry a propus utilizarea sudurii de mare viteză cu impulsuri duble. Tehnologia de sudare cu sârmă dublă crește semnificativ aportul de căldură, asigurând un bazin de topire format prin topirea atât a materialului de bază, cât și a sârmei de sudură. În plus, metalul topit din bazin este agitat energic prin acțiunea comună a mai multor fire de sudură, ceea ce ajută la prevenirea curgerii excesive a metalului lichid în coada piscinei și promovează sudarea stabilă de mare viteză. Metoda cu fir dublu introduce, de asemenea, un arc suplimentar, care îmbunătățește considerabil distribuția câmpului de temperatură în zona de fuziune, îmbunătățește eficiența depunerii și viteza de sudare și reduce aportul de căldură în timpul sudării.
