Duplex F55 stainless steel
Duplex F55 stainless steel là loại thép không gỉ Super Duplex hàng đầu, được thiết kế đặc biệt để chịu được môi trường ăn mòn cực khắc nghiệt, bao gồm clorua cao, axit, môi trường biển sâu và hóa chất mạnh. Đây là phiên bản nâng cấp cao cấp hơn so với F51, F61 và F53, với hàm lượng Chromium, Molybdenum, Nitrogen và Tungsten cao hơn, giúp nâng cao khả năng chống pitting, crevice corrosion và stress corrosion cracking (SCC) vượt trội.
F55 được ứng dụng trong các ngành công nghiệp dầu khí offshore, hóa chất, năng lượng, xử lý nước biển và các công trình biển, nơi mà các loại Duplex tiêu chuẩn không đáp ứng được yêu cầu về ăn mòn và độ bền cơ học.
Duplex F55 stainless steel là gì?
Duplex F55 là thép Super Duplex cao cấp, có cấu trúc vi mô gồm 50% Ferrite + 50% Austenite, mang lại sự cân bằng hoàn hảo giữa:
- Độ bền cơ học cực cao nhờ pha Ferrite
- Tính dẻo và khả năng chống ăn mòn xuất sắc nhờ pha Austenite
So với các vật liệu Duplex tiêu chuẩn và Super Duplex khác, F55 nổi bật nhờ PREN > 45, cho khả năng chống ăn mòn cục bộ và ăn mòn kẽ gần như tuyệt đối trong môi trường clorua cao, H₂S và CO₂. Vật liệu này thường tương đương hoặc vượt hơn UNS S32760 về khả năng chống ăn mòn.
Thành phần hóa học của Duplex F55
| Nguyên tố | Hàm lượng (%) |
|---|---|
| Carbon (C) | ≤ 0.03 |
| Chromium (Cr) | 25 – 26.5 |
| Nickel (Ni) | 7 – 9 |
| Molybdenum (Mo) | 3.5 – 4.5 |
| Nitrogen (N) | 0.30 – 0.35 |
| Manganese (Mn) | ≤ 2.0 |
| Silicon (Si) | ≤ 1.0 |
| Phosphorus (P) | ≤ 0.03 |
| Sulfur (S) | ≤ 0.02 |
| Copper (Cu) | 0.5 – 1.0 |
| Tungsten (W) | 0.5 – 1.0 |
| Iron (Fe) | Còn lại |
Đặc điểm nổi bật:
- Hàm lượng Cr, Mo và N cao → PREN > 45, chống rỗ và ăn mòn kẽ gần như tuyệt đối
- Bổ sung W và Cu → tăng khả năng chống ăn mòn axit và clorua mạnh
- Cấu trúc pha Austenite/Ferrite cân bằng, ổn định sau hàn và gia công
Tính chất cơ lý của Duplex F55
1. Tính chất cơ học
| Thuộc tính | Giá trị |
|---|---|
| Độ bền kéo (UTS) | ≥ 850 MPa |
| Giới hạn chảy (YS) | ≥ 600 MPa |
| Độ giãn dài (%) | ≥ 12–15 |
| Độ cứng Brinell (HB) | ≤ 320 HB |
- Độ bền cơ học cao giúp giảm độ dày thành phần và tiết kiệm vật liệu.
- Khả năng chịu tải lớn, chống va đập và chống mỏi vượt trội.
2. Tính chất vật lý
| Thuộc tính | Giá trị |
|---|---|
| Khối lượng riêng | 7.8 g/cm³ |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 13 × 10⁻⁶ /°C |
| Nhiệt dung riêng | 460 J/kg·K |
| Độ dẫn nhiệt | 14–16 W/m·K |
| Nhiệt độ làm việc liên tục | -50°C đến +250°C |
- Hệ số giãn nở thấp giúp vật liệu ổn định khi hàn hoặc chịu nhiệt độ dao động.
3. Khả năng chống ăn mòn
Duplex F55 có khả năng chống:
- Pitting và crevice corrosion trong môi trường clorua cực mạnh
- Stress corrosion cracking (SCC) trong môi trường H₂S, CO₂
- Ăn mòn trong axit nitric, axit hydrochloric loãng và môi trường hóa chất mạnh
- Môi trường subsea, biển sâu và công trình offshore
PREN > 45 giúp F55 gần như vượt trội so với tất cả các loại Duplex thông thường, đảm bảo độ bền và tuổi thọ tối đa trong môi trường ăn mòn cực khắc nghiệt.
Ưu điểm của Duplex F55 stainless steel
1. Độ bền cơ học cực cao
- Giới hạn chảy ≥ 600 MPa, độ bền kéo ≥ 850 MPa
- Giảm độ dày thành phần → tiết kiệm vật liệu và chi phí
- Chịu va đập và chống mỏi vượt trội, phù hợp cho môi trường áp lực cao
2. Khả năng chống ăn mòn xuất sắc
- Chống pitting, crevice corrosion cực tốt
- Chịu môi trường clorua cao, H₂S và CO₂
- Phù hợp cho hệ thống subsea và thiết bị hóa chất mạnh
3. Chống ăn mòn ứng suất SCC tuyệt vời
- Gần như miễn nhiễm SCC trong môi trường clorua
- Lý tưởng cho ngành dầu khí offshore và hóa chất khắc nghiệt
4. Gia công và hàn
- Gia công CNC bằng dao carbide với tốc độ hợp lý
- Hàn TIG/MIG giữ pha cân bằng
- Không cần xử lý nhiệt sau hàn nếu đúng kỹ thuật
5. Tuổi thọ và tính kinh tế
- Tuổi thọ cực dài trong môi trường ăn mòn mạnh
- Hiệu quả kinh tế cao hơn các vật liệu Super Duplex khác như UNS S32760 trong nhiều ứng dụng
Nhược điểm của Duplex F55 stainless steel
1. Nhiệt độ sử dụng hạn chế
- Trên 300°C → xuất hiện pha sigma, giảm cơ tính và độ dẻo
2. Gia công khó hơn thép Austenitic và Duplex tiêu chuẩn
- Cần tốc độ cắt thấp, dao carbide chất lượng cao
- Dễ work hardening → cần kỹ thuật gia công chính xác
3. Hàn yêu cầu kỹ thuật cao
- Phải kiểm soát nhiệt đầu vào và lớp hàn
- Sử dụng que hàn phù hợp như ER2594 / E2594 để duy trì pha cân bằng
Ứng dụng của Duplex F55 stainless steel
1. Ngành dầu khí offshore và subsea
- Ống dẫn dầu khí, riser, manifold
- Christmas tree và thiết bị giếng khoan
- Van, pump và phụ kiện cho môi trường H₂S và CO₂
2. Ngành hóa chất và hóa dầu
- Bồn chứa và đường ống axit mạnh
- Thiết bị phản ứng hóa chất
- Heat exchanger và piping chịu môi trường clorua
3. Xử lý nước biển và khử mặn
- Hệ thống RO / UF / MF
- Bơm, van, manifold nước biển
- Heat exchanger và tank chịu clorua cao
4. Công nghiệp giấy và bột giấy
- Thiết bị bleaching
- Bồn chứa hóa chất và đường ống ăn mòn mạnh
5. Công nghiệp thực phẩm và dược
- Bồn chứa và piping chịu clorua và axit
- Trao đổi nhiệt và thiết bị cho môi trường hóa chất thực phẩm
6. Công trình biển và kết cấu ven biển
- Cọc chống ăn mòn
- Lan can, cầu cảng, thiết bị ngoài trời
- Kết cấu chịu môi trường biển sâu
Gia công và Hàn Duplex F55
1. Gia công (Machining)
- Tốc độ cắt: 40–50 m/min
- Dao carbide chuyên dụng
- Dầu tưới nguội áp lực cao
- Giảm rung, tránh work hardening
2. Hàn (Welding)
- Que hàn: ER2594 / E2594
- Khí bảo vệ: Argon hoặc Argon + 2% N₂
- Nhiệt đầu vào thấp → giữ pha cân bằng
- Không cần nhiệt luyện sau hàn nếu tuân thủ kỹ thuật
3. Dạng cung cấp
- Tấm (Plate)
- Cuộn (Coil)
- Thanh tròn (Round bar)
- Ống hàn / đúc (Welded / Seamless pipe)
- Fittings: Elbow, Tee, Flange
So sánh Duplex F55 với F51, F61, F53 và UNS S32760
| Vật liệu | PREN | Độ bền | Khả năng ăn mòn |
|---|---|---|---|
| F51 | 32–35 | Cao | Tốt |
| F61 | 40–45 | Rất cao | Xuất sắc |
| F53 | 40–45 | Rất cao | Xuất sắc |
| F55 | 45–50 | Rất cao | Xuất sắc, gần tuyệt đối trong clorua |
| UNS S32760 | 45–50 | Rất cao | Xuất sắc, chuẩn công nghiệp cao |
→ F55 là vật liệu Super Duplex cao cấp nhất hiện nay, tối ưu cho môi trường ăn mòn cực mạnh, subsea và hóa chất khắc nghiệt, đồng thời đảm bảo độ bền cơ học vượt trội.
Kết luận
Duplex F55 stainless steel là vật liệu Super Duplex hàng đầu, kết hợp hoàn hảo giữa độ bền cơ học cực cao và khả năng chống ăn mòn, chống SCC gần như tuyệt đối. Với các ưu điểm vượt trội, F55 là lựa chọn tin cậy trong ngành dầu khí offshore, hóa chất, xử lý nước biển và các công trình biển sâu, nơi mà các loại Duplex tiêu chuẩn không đáp ứng được yêu cầu về độ bền và khả năng chống ăn mòn.
CÔNG TY TNHH MTV VẬT LIỆU TITAN
Chuyên cung cấp thép hợp kim chế tạo: 2322, 34CrNiMo6, 42CrMo4, 40Cr, SKD11, P20…
Cắt lẻ theo yêu cầu, hỗ trợ gia công CNC và có đầy đủ chứng chỉ CO-CQ.
Địa chỉ: 133/14/5 Bình Thành, P. Bình Hưng Hòa B, Q. Bình Tân, TP.HCM
Hotline: 0909 246 316
Website: www.vatlieucokhi.net
THÔNG TIN LIÊN HỆ
| Họ và Tên | Nguyễn Đức Bốn |
| Số điện thoại - Zalo | 0909.246.316 |
| vatlieucokhi.net@gmail.com | |
| Website: | vatlieucokhi.net |

