LDX 2101 (UNS S32101) is een 21,5% chroom, 5% mangaan, 1,5% nikkel, 0,45% molybdeen mager duplex roestvrij staal met corrosieweerstand superieur aan 304L en vergelijkbaar met 316L. LDX 2101 bezit zowel superieure sterkte als grotere chloride-spanningscorrosie-scheurweerstand dan conventioneel roestvrij staal uit de 300-serie.
De verbeterde mechanische sterkte van LDX 2101 maakt het mogelijk om het te gebruiken in dunnere dwarsdoorsneden, wat de eindgebruiker aanzienlijke kostenbesparingen kan opleveren. LDX 2101 is ontworpen als een vervanging voor algemeen gebruik met een laag nikkelgehalte voor 304 en 304L.
Toepassingen
- Bestrijding van luchtverontreiniging
- Externe versterkingen van absorber- en uitlaatkanalen
- Biobrandstoffen
- Biodiesel- en ethanolfabrieken en -tanks
- Apparatuur voor chemische processen
- Drukvaten, warmtewisselaars, tanks, leidingsystemen en tankwagens
- Procesapparatuur voor voedingsmiddelen en dranken
- Opslagtanks voor palmolie en wijn
- Infrastructuur
- Bruggen, sluisdeuren, sluizen
- Pulp en papier
- Waterstofperoxidebleekreactoren, opslagtanks voor witte vloeistof, vergisters, wasmachines, onderdelen van papiermachines
- Behandeling van zeewater
- Ontziltingssysteemkamers en verdampers
- Water- en afvalwaterzuivering
- Erts Verwerking
Normen
ASTM.................. 240ASME.................. SA 240
Algemene eigenschappen
LDX 2101 is een nikkelarm, stikstofversterkt mager duplex roestvrij staal dat is ontwikkeld voor algemeen gebruik. De austenitisch-ferritische (duplex) structuur van de legering is in evenwicht met ongeveer gelijke hoeveelheden ferriet en austeniet in de oplossingsgegloeide toestand.
Het hoge chroom- en stikstofgehalte van LDX 2101, gecombineerd met een toevoeging van molybdeen, zorgt voor een zeer goede weerstand tegen plaatselijke en uniforme corrosie. De duplexmicrostructuur draagt bij aan de hoge sterkte en weerstand van de legeringen tegen scheuren door chloridespanning-corrosie. LDX 2101 heeft zowel een superieure sterkte als een grotere weerstand tegen spanningscorrosie en chloride dan conventioneel roestvast staal uit de 300-serie.
De corrosiebestendigheid van LDX 2101 is over het algemeen goed, waardoor het geschikt is voor gebruik in een breed scala aan toepassingen. In de meeste omgevingen is het superieur aan 304L roestvrij staal en vergelijkbaar met het molybdeen dat 316L roestvrij staal bevat.
De verbeterde mechanische sterkte van LDX 2101 is veel beter dan die van conventioneel roestvast staal uit de 300-serie, waardoor het kan worden gebruikt in dunnere dwarsdoorsneden, wat de eindgebruiker aanzienlijke kostenbesparingen kan opleveren.
LDX 2101 vertoont een goede slijtvastheid en erosiebestendigheid en kan worden vervaardigd met behulp van standaard winkelpraktijken die zijn ontwikkeld voor duplex roestvrij staal.
Chemische analyse
Typische waarden (gewicht %)
|
|
|
|
|
|
Chroom |
21,0 min. - 22,0 max. |
Nikkel |
1,35 min. - 1,70 max. |
|
Mangaan |
4.00 min. - 6.00 max. |
Molybdeen |
0,10 min. - 0,80 max. |
|
Stikstof |
0,20 min. - 0,25 max. |
Chroom |
0.040 max. |
|
Silicium |
1.00 max. |
Fosfor |
0.040 max. |
|
Koper |
0,10 min. - 0,80 max. |
Stikstof |
0,030 max. |
|
Ijzer |
Evenwicht* |
|
|
Fysische eigenschappen
|
|
Temperatuur, °F |
||||
|
|
68 |
200 |
400 |
600 |
|
|
Dichtheid |
lb/in3 |
0.28 |
|
|
|
|
Modules van elasticiteit |
x 10sup>6 psi |
29 |
28 |
27 |
26 |
|
Poissons-verhouding |
|
0.3 |
|
|
|
|
Lineaire expansie |
x 10-6 in/in/°F |
— |
7.2 |
7.5 |
7.5 |
|
Thermische geleidbaarheid |
Btu/ft/h °F |
8.7 |
9.3 |
9.8 |
10.4 |
|
Thermische capaciteit |
J/kg °F |
500 |
530 |
560 |
590 |
|
Elektrische weerstand |
micro-ohm•meter |
0.80 |
0.85 |
0.90 |
1.00 |
Mechanische eigenschappen
Trekeigenschappen (minimumwaarden)
|
|
Minimumwaarden |
Typische waarden |
|
|
0,2% offset-vloeigrens |
Ksi |
65 |
69 |
|
Treksterkte |
Ksi |
94 |
101 |
|
Verlenging |
% |
30 |
38 |
|
Hardheid (Brinell) |
HB |
290 (maximaal) |
225 |
Rekening houden met ontwerpstress
Een van de voordelen van met stikstof verrijkt duplex roestvast staal is hun hogere sterkte in vergelijking met conventioneel austenitisch roestvast staal. Dit maakt de constructie van units met dunnere doorsneden mogelijk. Deze gewichtsbesparing kan de materiaal- en fabricagekosten van een schip drastisch verlagen.
ASME-ketel- en drukvatcode, sectie VIII, divisie 1, toegestane spanningswaarden, ksi
|
Legering |
200 ° F |
300 ° F |
400 ° F |
500 ° F |
600 ° F |
|
LDX 2101 |
26.9 |
25.6 |
24.7 |
24.7 |
24.7 |
|
304L |
20.0 |
18.9 |
18.3 |
17.5 |
16.6 |
|
316L |
20.0 |
20.0 |
19.3 |
18.0 |
17.0 |
|
2205 |
25.7 |
24.8 |
23.9 |
23.3 |
23.1 |
|
2304 |
24.0 |
22.5 |
21.7 |
21.3 |
21.0 |
Corrosie eigenschappen
De roestvast staal uit de 300-serie wordt op grote schaal gebruikt in tal van procesindustrieën vanwege hun algehele algemene corrosiebestendigheid. De corrosiebestendigheid van LDX 2101 is over het algemeen beter dan 304L en vergelijkbaar met 316L, waardoor het geschikt is voor gebruik in een breed scala aan industrieën en toepassingen.
Chloride pitting weerstand
De putweerstand van een austenitisch roestvast staal kan rechtstreeks worden gerelateerd aan de samenstelling van de legering, waarbij chroom, molybdeen en stikstof een gewichtspercentage zijn. Het Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) gebruikt de volgende formule om de relatieve putweerstand van een legering te meten - hoe hoger het getal, hoe beter de putweerstand.
PREN = %Cr + 3.3Mo + 30N
De volgende tabel vergelijkt de PREN voor LDX 2101 met andere gangbare roestvaste staalsoorten.
Putweerstand equivalent PREN = %Cr + 3.3Mo + 30N
Weerstand tegen spleetcorrosie
De Critical Crevice Corrosion Temperature (CCCT)-test wordt vaak gebruikt om de spleetcorrosieweerstand van verschillende legeringen te vergelijken.
Typische kritische spleetcorrosietemperatuur volgens ASTM G48-methode F
Weerstand tegen spanningscorrosie en scheuren
Chloride spanningscorrosie (SCC) is een van de ernstigste vormen van gelokaliseerde corrosie. Hogere temperaturen en een lagere pH verhogen de kans op celcedium. Het ontstaan van SCC is een van de meest voorkomende redenen voor het falen van roestvrije apparatuur. Door zijn duplexstructuur biedt LDX 2101 een uitstekende weerstand tegen SCC.
Resultaten van U-bocht testen in een 40% CaCl2 kookoplossing (100ºC) gedurende 500 uur
|
|
Longitudinaal/Transversaal |
|
LDX 2101 |
Geen SSC |
|
304L |
SSC kraken (<150 uur) |
Algemene corrosie
Algemene corrosie wordt gekenmerkt als een uniforme aanval op een oppervlak dat in contact komt met een corrosief medium. De weerstand tegen uniforme corrosie in zwavelzuur wordt hieronder weergegeven. LDX 2101 is superieur aan 304L en in sommige gevallen vergelijkbaar met 316L.
Isocorosiekrommen, 0,1 mm/jaar, in zwavelzuur
