Duplex Stainless Steel adalah subset khusus dari stainless steel, dibedakan dengan mikrostruktur fase ganda, kekuatan yang lebih tinggi, dan ketahanan superior terhadap korosi yang diinduksi klorida. Sementara baja tahan karat umum melayani berbagai aplikasi dengan sifat yang bervariasi, baja dupleks unggul dalam lingkungan yang menuntut, stres tinggi, dan korosif di mana keseimbangan kekuatan dan daya tahan sangat penting.
Stainless Steel adalah kategori luas paduan yang tahan korosi, sedangkan stainless steel dupleks adalah subtipe spesifik dalam keluarga ini. Perbedaan utama terletak pada struktur mikro, komposisi, sifat, dan aplikasi mereka.
1. Mikrostruktur
Mencakup berbagai struktur mikro, termasuk austenitic (misalnya, 304, 316), feritik (misalnya, 430), martensit (misalnya, 410), dan tipe penggerak presipitasi.
Nilai austenitik (yang paling umum) memiliki struktur austenitik fase tunggal, yang non-magnetik dan sangat ulet.
Kelas feritik dan martensit memiliki struktur mikro yang berbeda (ferit atau martensit), seringkali dengan resistensi korosi yang lebih rendah tetapi kekerasan yang lebih tinggi.
Fitur mikrostruktur ganda austenite dan ferit (biasanya 50:50), karenanya nama "dupleks."
Dua fase menciptakan keseimbangan sifat yang tidak ditemukan pada baja tahan karat fase tunggal, seperti kekuatan yang lebih tinggi dan ketahanan korosi yang lebih baik.
2. Komposisi Kimia
Elemen inti termasuk besi, kromium (lebih dari atau sama dengan 10,5% untuk membentuk lapisan oksida pasif), dan jumlah nikel, molibdenum, karbon, dll., Tergantung pada tingkat.
Kelas austenitik (misalnya, 316) dapat mengandung 8-10% nikel dan 2-3% molibdenum untuk resistensi korosi, sedangkan nilai feritik memiliki sedikit atau tidak ada nikel.
Berisi kromium yang lebih tinggi (18-28%), nikel sedang (4-8%), molibdenum (1-5%), dan sejumlah besar nitrogen (0. 1 - 0. 3%) untuk menstabilkan fase austenit.
Komposisi dioptimalkan untuk mempertahankan keseimbangan 50:50 Austenite-Ferrite, yang sangat penting untuk propertinya.
3. Sifat Mekanik
Nilai austenitic menawarkan keuletan dan kemampuan bentuk yang baik tetapi kekuatan sedang (kekuatan tarik ~ 500 MPa).
Kelas feritik/martensit memiliki kekuatan yang lebih tinggi tetapi keuletan yang lebih rendah; Baja martensit dapat dikeraskan melalui perlakuan panas.
Menunjukkan kekuatan tarik yang secara signifikan lebih tinggi (700-1000 MPa), seringkali dua kali lipat dari kelas austenitik, karena fase ferit.
Mempertahankan keuletan yang baik (perpanjangan ~ 25-35%) dan ketangguhan, membuatnya cocok untuk aplikasi stres tinggi tanpa berat yang berlebihan.
4. Resistensi Korosi
Nilai austenitik seperti 316 resisten korosi umum dan pitting klorida dengan baik tetapi mungkin menderita stres korosi retak (SCC) di lingkungan klorida yang keras.
Kelas feritik memiliki resistensi korosi yang lebih rendah, terutama dalam media asam atau kaya klorida.
Menawarkan resistensi superior terhadap SCC yang diinduksi klorida, pitting, dan korosi celah dibandingkan dengan kebanyakan baja austenitik dan feritik.
Kombinasi kromium, molibdenum, dan nitrogen dalam struktur dupleks meningkatkan kemampuannya untuk menahan konsentrasi klorida tinggi (misalnya, air laut, air garam industri).
5. Sifat Magnetik
Nilai austenitic adalah non-magnetik, sedangkan nilai feritik/martensit adalah magnetis.
Sedikit magnet karena fase ferit, meskipun kurang dari baja feritik murni.
6. Aplikasi
Nilai austenitic (304, 316) banyak digunakan dalam peralatan dapur, komponen arsitektur, dan aplikasi tahan korosi umum.
Nilai feritik/martensit sesuai dengan aplikasi yang membutuhkan kekerasan (misalnya, pisau, bilah turbin) tetapi dengan kebutuhan korosi yang lebih rendah.
Ideal untuk lingkungan yang keras seperti minyak & gas lepas pantai, pabrik desalinasi, dan rekayasa laut, di mana kekuatan tinggi dan resistensi SCC klorida sangat penting.
Digunakan dalam pembuluh tekanan, katup, dan pipa dalam pemrosesan kimia, terutama dalam media yang kaya asam atau klorida.
Kelas super dupleks unggul dalam kondisi ultra-korosif (misalnya, eksplorasi minyak laut dalam).
7. Biaya dan Fabrikasi
Nilai austenitic seperti 304 hemat biaya untuk penggunaan umum; Kelas yang lebih tinggi (misalnya, 904L) lebih mahal karena kandungan nikel.
Baja austenitik mudah dilas dan dibentuk, sedangkan nilai feritik/martensit mungkin memerlukan teknik khusus.
Biaya lebih dari nilai austenitik standar (misalnya, 316) tetapi kurang dari baja super austenitik (misalnya, 904L).
Membutuhkan pengelasan yang cermat untuk menjaga keseimbangan austenite-ferrite (untuk menghindari kerapuhan atau penurunan resistensi korosi), seringkali membutuhkan bahan pengisi khusus.
