二相ステンレス鋼の温度範囲

二相ステンレス鋼の温度範囲

高温域

温度が約 350 度から約 1000 度の間の場合、金属間相が析出し、材料が室温で脆化します。 高温範囲 (約 600-1000 度) での金属間化合物相の析出を避けるために、急速冷却プロセスを使用できます。

対照的に、低温域（350-600度程度）での金属間化合物相の析出速度は遅く、金属加工（溶接、熱処理など）では通常問題になりません。 ただし、250-350 度範囲の動作温度 (通常は化学産業で見られる) では、状況は異なります。 この温度範囲に何千時間も留まると、過渡現象と相まって低温の析出が発生する可能性があるため、設計者は極端な温度範囲を把握しておく必要があります。 たとえば、クロム、モリブデン、銅、タングステンの含有量が高くなると、沈殿力の速度が向上します。 したがって、一般に、希薄二相ステンレス鋼の耐低温析出性は、スーパーおよび超超二相ステンレス鋼よりも高いと考えられています。

圧力容器の仕様では、最高動作温度が次のように規定されています。

欧州仕様 EN 13455 では、最大動作温度が 250 度未満に制限されています。 これはかなり保守的なルールです。

ASME 規格 No. 8、パート 1 では、ほとんどの鋼の使用温度を 316 度未満に制限しています。 これらの仕様には警告メッセージが付いています: 温度が 260 度を超えると、鋼の脆化が発生する可能性があります。

今のところ、リーン二相ステンレス鋼と標準二相ステンレス鋼を区別する規格はありませんが、将来的には存在する可能性があります。

低温域

オーステナイト系ステンレス鋼とは異なり、二相ステンレス鋼は温度が低下すると延性から脆性への転移を起こし、これは耐衝撃性 (通常はシャルピー衝撃値を使用して測定) の低下によって証明されます。 これにより、二相ステンレス鋼の低温用途が制限されます。 二相ステンレス鋼を使用できる最低温度は、必要な最低衝撃値によって設定されます。

ただし、低温での二相ステンレス鋼の耐衝撃性を向上させるために行うことができる調整は数多くあります。

化学組成調整によりフェライト含有量を適度に低減

最適化された鍛造/熱間圧延

最適化された熱処理

二相ステンレス鋼は、さまざまな国際規格 (ASTM、NACE、Norsok など) の関連要件を満たしています。 これらの国際規格で指定されている最小シャルピー KV 衝撃値は、-46 度で 45J です。

近年、北極圏では-80度という低い動作温度が求められるため、二相ステンレス鋼はさらに最適化されています。 シャルピー衝撃値は -100 度で 200J に達する必要があります。 通常、最低使用温度は溶接の性能によって決まります。

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