Alles wat u moet weten: Super 13Cr

1. Inleiding en overzicht

Super 13Cr is een martensitische roestvrijstalen legering die bekend staat om zijn uitzonderlijke mechanische sterkte en matige corrosiebestendigheid, waardoor het ideaal is voor veeleisende omgevingen. Oorspronkelijk ontwikkeld voor olie- en gastoepassingen, biedt Super 13Cr een kosteneffectief alternatief voor hoger gelegeerde materialen, met name in matig corrosieve omgevingen waar chloride-geïnduceerde spanningscorrosie (SCC) een probleem is.

Vanwege de verbeterde mechanische eigenschappen en de verbeterde corrosiebestendigheid in vergelijking met conventioneel 13Cr roestvast staal, wordt Super 13Cr veel gebruikt in sectoren zoals olie en gas, chemische verwerking, pulp- en papierverwerking, scheepvaart en offshore, luchtverontreinigingsbestrijding en energieopwekking.

2. Beschikbare Super 13Cr-producten en specificaties

Super 13Cr is verkrijgbaar in verschillende vormen om aan uiteenlopende toepassingsvereisten te voldoen:

• UNS-nummer:S41426
• Algemene naam: Super 13Cr
• W.Nr.: 1.4009
• ASTM/ASME-normen: ASTM A276, A479, A182
• Productformulieren: Pijp, Buis, Bar, Hengel, Smeden voorraad

3. Toepassingen van Super 13Cr

De combinatie van sterkte, hardheid en corrosiebestendigheid van Super 13Cr maakt het geschikt voor diverse toepassingen:

• Olie en gas: Buizen, omhulsels en pijpleidingen in licht corrosieve omgevingen met blootstelling aan CO₂ en beperkte H₂S.
• Chemische verwerking: Apparatuur en leidingsystemen die matig agressieve chemicaliën verwerken.
• Pulp en papier: Componenten die worden blootgesteld aan zware chemische verwerkingsomgevingen.
• Maritiem en offshore: Onderdelen voor de behandeling van zeewater, waaronder pompen, kleppen en andere maritieme constructies.
• Stroomopwekking:Stoomturbinebladen en componenten worden blootgesteld aan hoge temperaturen en corrosie.
• Luchtverontreinigingsbestrijding: Componenten blootgesteld aan agressieve rookgassen en zure omgevingen.
• Voedselverwerking: Apparatuur die wordt gebruikt in omgevingen waar hygiëne en corrosiebestendigheid van cruciaal belang zijn.
• Hoogrendement huishoudelijke ovens: Warmtewisselaars vanwege de duurzaamheid van het materiaal bij hoge temperaturen.

4. Corrosiebestendige eigenschappen

Super 13Cr biedt een betere corrosiebestendigheid dan conventioneel 13Cr roestvrij staal, met name in omgevingen met CO₂. Het is echter niet geschikt voor omgevingen met een aanzienlijk H₂S-gehalte vanwege het risico op sulfide-spanningsscheuren. De legering biedt een goede weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie in chloridehoudende omgevingen en is bestand tegen spanningscorrosiescheuren bij matige chlorideconcentraties.

5. Fysische en thermische eigenschappen

• Dikte: 7,7 g/cm³
• Smeltbereik: 1.400–1.450°C
• Thermische geleidbaarheid: 25 W/mK bij 20°C
• Soortelijke warmte: 460 J/kg·K
• Thermische uitzettingscoëfficiënt: 10,3 x 10⁻⁶/°C (20–100°C)

6. Chemische samenstelling

De typische chemische samenstelling van Super 13Cr omvat:

• Chroom (Cr): 12.0–14.0%
• Nikkel (Ni): 3,5–5,5%
• Molybdeen (Mo): 1,5–2,5%
• Koolstof (C): ≤0,03%
• Mangaan (Mn): ≤1.0%
• Silicium (Si): ≤1.0%
• Fosfor (P): ≤0,04%
• Zwavel (S): ≤0,03%
• IJzer (Fe): Evenwicht

7. Mechanische eigenschappen

• Treksterkte: 690–930 MPa
• Opbrengststerkte: 550–650 MPa
• Verlenging: ≥20%
• Hardheid: 250–320 HB
• Impactsterkte: Uitstekend, vooral na warmtebehandeling.

8. Warmtebehandeling

Super 13Cr wordt doorgaans gehard door middel van warmtebehandeling om de mechanische eigenschappen te verbeteren. Het warmtebehandelingsproces omvat afschrikken en temperen om de gewenste combinatie van sterkte en taaiheid te bereiken. De typische warmtebehandelingscyclus omvat:

• Oplossingsgloeien:Verhitten tot 950–1050°C, gevolgd door snelle afkoeling.
• Temperen:Opnieuw verwarmen tot 600–700°C om de hardheid en taaiheid aan te passen.

9. Vormen

Super 13Cr kan warm of koud gevormd worden, hoewel het lastiger te vormen is dan austenitische kwaliteiten vanwege de hogere sterkte en lagere ductiliteit. Voorverwarmen voor het vormen en post-vormende warmtebehandelingen zijn vaak nodig om scheuren te voorkomen.

10. Lassen

Lassen met Super 13Cr vereist zorgvuldige controle om scheuren te voorkomen en corrosiebestendigheid te behouden. Voorverwarmen en na-lassen warmtebehandeling (PWHT) zijn doorgaans vereist. Vulmaterialen moeten compatibel zijn met Super 13Cr om de laskwaliteit te garanderen. Er moet speciale zorg worden besteed aan het voorkomen van waterstofbrosheid.

11. Corrosie van lassen

Lassen in Super 13Cr kunnen gevoelig zijn voor plaatselijke corrosie, met name in de warmte-beïnvloede zone (HAZ). Warmtebehandeling na het lassen is cruciaal om de corrosieweerstand te herstellen, restspanningen te verminderen en de taaiheid in het gelaste gebied te verbeteren.

12. Ontkalken, beitsen en reinigen

Het ontkalken van Super 13Cr kan een uitdaging zijn vanwege de vorming van een taaie oxidelaag tijdens de warmtebehandeling. Mechanische methoden zoals stralen of chemische behandelingen met beitsoplossingen kunnen worden gebruikt om de kalk te verwijderen. De legering moet grondig worden gereinigd na het beitsen om verontreiniging te voorkomen en optimale corrosiebestendigheid te garanderen.

13. Oppervlakteverharding

Super 13Cr kan oppervlakteverhardingsbehandelingen ondergaan zoals nitreren om de slijtvastheid te verbeteren zonder de corrosiebestendigheid in gevaar te brengen. Nitreren helpt de duurzaamheid van de legering te verbeteren in schurende en wrijvingsrijke omgevingen.

Conclusie

Super 13Cr biedt een veelzijdige oplossing voor industrieën waar matige corrosiebestendigheid en hoge mechanische sterkte vereist zijn. De uitgebalanceerde eigenschappen maken het een populaire keuze in onder andere olie en gas, chemische verwerking en maritieme toepassingen. Door de unieke kenmerken ervan te begrijpen, van corrosiebestendigheid tot lasbaarheid, kunnen ingenieurs en materiaalspecialisten weloverwogen beslissingen nemen om de prestaties en levensduur in hun specifieke omgevingen te optimaliseren.

In dit blogbericht vindt u een uitgebreid overzicht van de specificaties en eigenschappen van Super 13Cr. Hiermee krijgen industrieën de kennis in handen om dit geavanceerde materiaal optimaal te benutten.