Stal 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 to wysokostopowa nierdzewna stal Super Duplex o dwufazowej strukturze austenityczno-ferrytycznej, chromowo-niklowo-molibdenowa z dodatkiem miedzi i azotu. Gatunek charakteryzuje się wysoką wytrzymałością mechaniczną oraz bardzo dobrą odpornością na korozję wżerową, szczelinową i naprężeniową w środowiskach zawierających chlorki UNS S32550 / ASTM A182 F61 / Type 255 oraz UNS S32520 / ASTM A182 F59.
Materiały dostępne w Alfa-Tech 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61
Pręty 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61 – gorącowalcowane, łuszczone i ciągnione
Płaskowniki 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61
Pręty kute 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61
Odkuwki 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61 – swobodnie kute, kostki i wały kute
Rury 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61
Blachy 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61 – gorącowalcowane i zimnowalcowane
Telefon: +48 63 2610519
kontakt@alfa-tech.com.pl
Skład chemiczny stali 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 i gatunków zbliżonych UNS S32550 / ASTM A182 F61 / Type 255, UNS S32520 / ASTM A182 F59 / SUS329J4L
| Norma / oznaczenie | Gatunek | C | Mn | Si | P | S | Cr | Mo | Ni | Cu | N |
| EN | 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 | <0.03 | <2.0 | <0.7 | <0.035 | <0.015 | 24.0–26.0 | 3.0–4.0 | 6.0–8.0 | 1.0–2.5 | 0.20–0.30 |
| ASTM | UNS S32550 / ASTM A182 F61 / Type 255 | <0.04 | <1.5 | <1.0 | <0.040 | <0.030 | 24.0–27.0 | 2.9–3.9 | 4.5–6.5 | 1.5–2.5 | 0.10–0.25 |
| ASTM | UNS S32520 / ASTM A182 F59 | <0.03 | <1.5 | <0.8 | <0.035 | <0.020 | 24.0–26.0 | 3.0–5.0 | 5.5–8.0 | 0.5–3.0 | 0.20–0.35 |
| JIS | SUS329J4L | <0.03 | <1.5 | <1.0 | <0.040 | <0.030 | 24.0–26.0 | 2.5–3.5 | 5.5–7.5 | – | 0.08–0.30 |
Skład chemiczny podano w % masowych. Poszczególne gatunki wykazują różnice w wymaganym składzie chemicznym, dlatego nie należy traktować ich jako bezwarunkowo zamiennych bez sprawdzenia wymagań normy i konkretnego zastosowania.
Stal 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 – Super Duplex
Stal 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 jest wysokostopową nierdzewną stalą typu Super Duplex o dwufazowej mikrostrukturze austenityczno-ferrytycznej. Wysoka zawartość chromu, molibdenu i azotu w połączeniu z dodatkiem miedzi zapewnia materiałowi połączenie wysokiej wytrzymałości mechanicznej z bardzo dobrą odpornością na korozję ogólną i lokalną.
Gatunek 1.4507 zawiera około 24–26% chromu, 6–8% niklu, 3–4% molibdenu, 1–2,5% miedzi oraz 0,20–0,30% azotu. Jest więc stalą znacznie silniej stopową niż klasyczne stale austenityczne oraz standardowe stale Duplex. Szczególnie duże znaczenie ma połączenie chromu, molibdenu i azotu, które odpowiada za wysoką odporność na korozję lokalną w środowiskach chlorkowych.
Charakterystyczną cechą 1.4507 jest stosunkowo wysoka zawartość miedzi. Dodatek Cu poprawia zachowanie materiału w wybranych środowiskach kwaśnych, dlatego 1.4507 znajduje zastosowanie w przemyśle chemicznym, petrochemicznym oraz instalacjach mających kontakt m.in. z kwasem siarkowym i fosforowym.
Struktura stali 1.4507 – połączenie austenitu i ferrytu
Właściwości stali 1.4507 wynikają w dużej mierze z jej dwufazowej mikrostruktury składającej się z ferrytu i austenitu. Odpowiednio zbilansowana struktura pozwala połączyć cechy charakterystyczne dla obu grup stali nierdzewnych: wysoką wytrzymałość mechaniczną ferrytu z dobrą ciągliwością i odpornością korozyjną austenitu.
W porównaniu z typowymi austenitycznymi stalami nierdzewnymi gatunki Super Duplex osiągają znacznie wyższą granicę plastyczności. Umożliwia to w wielu konstrukcjach zmniejszenie przekroju elementu przy zachowaniu wymaganej nośności, co ma znaczenie szczególnie w aparaturze ciśnieniowej, instalacjach procesowych, wymiennikach ciepła i konstrukcjach offshore.
Odporność korozyjna stali 1.4507
Stal 1.4507 przeznaczona jest przede wszystkim do zastosowań, w których materiał jest jednocześnie narażony na wysokie obciążenia mechaniczne i agresywne środowisko korozyjne. Wysoka zawartość Cr, Mo i N zapewnia bardzo dobrą odporność na korozję wżerową oraz inne formy korozji lokalnej.
Gatunek wykazuje wysoką odporność na:
- korozję wżerową w środowiskach zawierających chlorki,
- korozję szczelinową,
- korozję naprężeniową SCC w wielu środowiskach chlorkowych,
- korozję międzykrystaliczną,
- korozję ogólną w wielu środowiskach kwaśnych,
- działanie wody morskiej, solanek i przemysłowych roztworów zawierających chlorki,
- wybrane środowiska zawierające kwas siarkowy, fosforowy i azotowy.
Odporność materiału na korozję międzykrystaliczną ma szczególne znaczenie w przypadku elementów spawanych i urządzeń pracujących w agresywnych mediach procesowych. Ostateczna odporność korozyjna zależy jednak nie tylko od oznaczenia gatunku, lecz również od mikrostruktury, stanu powierzchni, jakości spoin, temperatury, pH, stężenia chlorków i obecności szczelin konstrukcyjnych.
PREN stali 1.4507
Do orientacyjnego porównywania odporności stali nierdzewnych na korozję wżerową wykorzystuje się wskaźnik PREN. Dla stali bez dodatku wolframu najczęściej stosuje się zależność:
PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N
Dla granicznych wartości składu chemicznego 1.4507 obliczona wartość PREN może się istotnie zmieniać. Przy typowym składzie materiał osiąga poziom charakterystyczny dla wysokostopowych stali Duplex i Super Duplex. Wartość PREN należy jednak traktować jako parametr porównawczy – sama liczba nie określa pełnej odporności materiału w konkretnej instalacji.
Znaczenie pierwiastków stopowych w stali 1.4507
- Chrom (Cr) – odpowiada za powstawanie warstwy pasywnej chroniącej powierzchnię stali przed korozją.
- Nikiel (Ni) – stabilizuje austenit i pomaga uzyskać odpowiednią równowagę faz austenitycznej i ferrytycznej.
- Molibden (Mo) – znacząco poprawia odporność na korozję wżerową i szczelinową w środowiskach chlorkowych.
- Azot (N) – zwiększa wytrzymałość, stabilizuje austenit oraz bardzo silnie wpływa na odporność na korozję wżerową.
- Miedź (Cu) – poprawia odporność na niektóre środowiska kwaśne, co jest jedną z charakterystycznych cech gatunku 1.4507.
Własności mechaniczne stali 1.4507
Stal 1.4507 charakteryzuje się wysoką granicą plastyczności i wytrzymałością na rozciąganie. Konkretne wartości zależą od postaci wyrobu, wymiaru, stanu dostawy oraz normy materiałowej. Dla materiału w stanie przesyconym spotykane są następujące wartości:
| Właściwość | Wartość |
| Wytrzymałość na rozciąganie Rm | 700–900 MPa |
| Granica plastyczności Rp0,2 | ≥ 500 MPa |
| Wydłużenie A | ≥ 25% |
| Twardość | ≤ 270 HB |
| Moduł sprężystości E | ok. 190–200 GPa |
Warto zwrócić uwagę, że w zależności od normy i postaci wyrobu wymagania mogą być wyższe. Dla niektórych wyrobów z 1.4507 spotykana jest minimalna granica plastyczności Rp0,2 wynosząca około 550 MPa oraz minimalna wytrzymałość na rozciąganie Rm około 760 MPa.
Własności fizyczne stali 1.4507
| Właściwość | Wartość orientacyjna |
| Gęstość | ok. 7,85 g/cm³ |
| Ciepło właściwe | ok. 500 J/(kg·K) |
| Przewodność cieplna | ok. 18 W/(m·K) |
| Moduł sprężystości | ok. 190–200 GPa |
| Rezystywność elektryczna | ok. 0,95 Ω·mm²/m |
Własności stali 1.4507 w podwyższonej temperaturze
Wraz ze wzrostem temperatury granica plastyczności i moduł sprężystości stali ulegają obniżeniu. Zjawisko to należy uwzględnić przy projektowaniu urządzeń procesowych, wymienników ciepła i aparatury ciśnieniowej.
| Temperatura | 100°C | 150°C | 200°C | 250°C | 300°C |
| Współczynnik rozszerzalności liniowej α × 10−6 K−1 | 13,0 | – | 13,5 | – | 14,0 |
| Moduł sprężystości E | 194 GPa | – | 186 GPa | – | 180 GPa |
| Granica plastyczności Rp0,2 | ≥ 450 MPa | ≥ 420 MPa | ≥ 400 MPa | ≥ 380 MPa | – |
Obróbka cieplna stali 1.4507
Właściwa obróbka cieplna stali Super Duplex ma zasadnicze znaczenie dla zachowania korzystnej równowagi fazowej oraz wysokiej odporności korozyjnej. Gatunek dostarczany jest zasadniczo w stanie przesyconym.
Temperatura przesycania zależy od postaci wyrobu i wymagań właściwej normy. Dla wyrobów z grupy 1.4507 / F255 stosowane są temperatury rzędu około 1040°C i wyższe, po których konieczne jest odpowiednio szybkie chłodzenie. Parametry obróbki należy zawsze dobierać do normy konkretnego wyrobu.
Należy ograniczać czas przebywania materiału w zakresie temperatur sprzyjających powstawaniu faz międzymetalicznych, szczególnie fazy sigma. Ich wydzielenie może prowadzić do pogorszenia udarności, plastyczności oraz odporności na korozję.
Obróbka plastyczna stali 1.4507
Stal może być poddawana kuciu i walcowaniu na gorąco, jednak ze względu na wysoką zawartość pierwiastków stopowych wymaga ścisłej kontroli temperatury procesu. Obróbkę plastyczną na gorąco prowadzi się w wysokiej temperaturze, unikając nadmiernego przetrzymywania materiału w zakresie sprzyjającym wydzielaniu niekorzystnych faz.
Po intensywnej obróbce plastycznej na gorąco może być wymagane ponowne przesycanie i szybkie chłodzenie w celu przywrócenia optymalnej mikrostruktury oraz odporności korozyjnej.
Spawalność stali 1.4507
Stal 1.4507 jest spawalna, jednak podobnie jak pozostałe stale Super Duplex wymaga kontrolowanego procesu spawania. Podstawowym zadaniem technologii spawania jest zachowanie odpowiedniej równowagi pomiędzy ferrytem i austenitem w spoinie oraz strefie wpływu ciepła.
Należy kontrolować energię liniową, temperaturę międzyściegową, skład materiału dodatkowego oraz szybkość chłodzenia. Zarówno nadmierne, jak i zbyt małe doprowadzenie ciepła może pogorszyć strukturę i właściwości połączenia. W zastosowaniach odpowiedzialnych powinny być stosowane kwalifikowane technologie spawania właściwe dla stali Duplex i Super Duplex.
Zastosowanie stali 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3
Połączenie wysokiej wytrzymałości, odporności na chlorki oraz dobrej odporności na szereg agresywnych chemikaliów powoduje, że 1.4507 stosowana jest przede wszystkim w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, energetycznym, morskim oraz w urządzeniach procesowych.
Typowe zastosowania obejmują:
- rurociągi i instalacje procesowe,
- zbiorniki na chemikalia,
- wymienniki ciepła i chłodnice,
- elementy pomp i sprężarek,
- wały, tuleje i elementy obciążone mechanicznie,
- zawory i części armatury przemysłowej,
- śruby i elementy złączne,
- elementy aparatury ciśnieniowej,
- instalacje przemysłu chemicznego i petrochemicznego,
- urządzenia przemysłu celulozowo-papierniczego,
- instalacje mające kontakt z wodą morską i solankami,
- elementy instalacji offshore oraz oil & gas.
1.4507 a inne stale Super Duplex
Stal 1.4507 należy do tej samej szerokiej rodziny wysokostopowych stali ferrytyczno-austenitycznych co 1.4410 / X2CrNiMoN25-7-4 i inne gatunki Super Duplex. Nie oznacza to jednak ich pełnej zamienności. Różnice zawartości niklu, molibdenu, azotu i przede wszystkim miedzi wpływają na odporność korozyjną, właściwości mechaniczne oraz zachowanie materiału w konkretnych środowiskach chemicznych.
Dobór pomiędzy poszczególnymi gatunkami Super Duplex powinien uwzględniać nie tylko wartość PREN, ale również rodzaj medium, temperaturę pracy, zawartość chlorków, pH, wymagania wytrzymałościowe, sposób spawania oraz wymagania norm dotyczących konkretnej postaci wyrobu.
Stale duplex
1.4362 – stal duplex chromowo-niklowa z dodatkiem molibdenu, miedzi i azotu X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304
1.4162 – stal duplex chromowo-manganowo-niklowa z dodatkiem Mo i Cu X2CrMnNiN21-5-1, UNS S32101, LDX 2101®, A182 F69.
1.4460 – stal duplex chromowo-niklowo-molibdenowa z dodatkiem azotu X3CrNiMoN27-5-2, AISI 329, UNS S32900, SS 2324.
1.4462 – stal duplex chromowo-niklowo-molibdenowa z dodatkiem azotu X2CrNiMoN22-5-3, UNS S31803, S32205, Duplex 2205
Super Duplex
1.4410 – stal super duplex chromowo-niklowo-molibdenowa z dodatkiem azotu X2CrNiMoN25-7-4 – UNS S32750 – Super Duplex 2507
1.4501 – stal super duplex chromowo-niklowo-molibdenowa z dodatkiem Cu, W i N X2CrNiMoCuWN25-7-4 – UNS S32760
1.4507 – stal super duplex chromowo-niklowo-molibdenowa z dodatkiem Cu i N X2CrNiMoCuN25-6-3 – UNS S32550 – F61 / Alloy 255
Zobacz tez pozostałe stale odporne na korozję
Stale nierdzewne
Stale nierdzewne martenzytyczne
Stale nierdzewne ferrytyczne
Stale nierdzewne austenityczne i kwasoodporne
- H18N10MT – X6CrNiMoTi17-12-2 / 1.4571 / AISI 316Ti
- H18N12Nb – X6CrNiNb18-10 / 1.4550 / AISI 347
- H17N13M2T – X6CrNiMoTi17-12-2 / 1.4571 / AISI 316Ti
- 00H17N14M2 – 1.4404 / AISI 316L
- 1H18N9 – X10CrNi18-8 / 1.4310 / AISI 302
- 1H18N9T – X6CrNiTi18-10 / 1.4541 / AISI 321
- 0H18N9 – X5CrNi18-10 / 1.4301 / AISI 304
- 0H23N28M3TCu – X1NiCrMoCu25-20-5 / 1.4539 / AISI 904L
- 1.4567 – X3CrNiCu18-9-4 / AISI 304Cu
- 1.4529 – X1NiCrMoCuN25-20-7 / AISI 926 / UNS N08926
Stale nierdzewne utwardzane wydzieleniowo (PH)
Stale nierdzewne austenityczno-ferrytyczne (Duplex)
Lean Duplex
Duplex
Stale żaroodporne i żarowytrzymałe
- H5M – 12CrMo19-5 / 1.7362
- H6S2 – X10CrAl7 / 1.4713
- H13JS – X10CrAl13 / 1.4724
- H18JS – X10CrAl18 / 1.4742
- H24JS – X10CrAl24 / 1.4762
- H25T – X8CrTi25 / 1.4746
- H20N12S2 – X15CrNiSi20-12 / 1.4828
- H23N13 – X12CrNi23-13 / 1.4833
- H23N18 – X12CrNi25-21 / 1.4845
- H25N20S2 – X15CrNiSi25-20 / 1.4841
- H16N36S2 – X12NiCrSi35-15 / 1.4864
- 1.4835 – 253 MA / X9CrNiSiNCe21-11-2
- 1.4876 – X10NiCrAlTi32-21 / Alloy 800