1.4410 / super duplex 2507 / X2CrNiMoN25-7-4

Duplex 2205 of super duplex 2507: welke heeft u nodig?

Kort antwoord: neem 2507 alleen als de PREN van 2205 aantoonbaar tekortkomt, dus bij zeewater, pekel of chloridehoudend proceswater boven ongeveer vijftig graden, of als u de hogere rekgrens nodig hebt om dunner te kunnen bouwen. In alle andere gevallen doet duplex 1.4462 hetzelfde werk voor duidelijk minder geld en met ruimere lasparameters.

De reden om die grens zo scherp te stellen is dat het verschil tussen 2205 en 2507 niet in soort maar in graad zit. Beide zijn ferritisch-austenitisch, beide hebben een rekgrens ver boven austenitisch RVS, beide zijn ongevoelig voor chloridespanningscorrosie op het niveau waar 316L al bezwijkt. 1.4410 legt daar een schep bovenop, en die schep kost geld en beheersing.

Wat de PREN u wel en niet vertelt

PREN staat voor Pitting Resistance Equivalent Number en wordt berekend als het chroomgehalte plus 3,3 keer het molybdeengehalte plus 16 keer het stikstofgehalte, alles in gewichtsprocenten. Het is een rekengetal uit de samenstelling, geen meetwaarde, dus gebruik het om soorten te rangschikken en niet om een levensduur te voorspellen. De bijbehorende meetwaarde is de kritische puttemperatuur, de CPT, doorgaans bepaald volgens ASTM G48 methode A in 6 procent ijzerchloride. Die twee samen geven een bruikbaar beeld.

Uit die tabel volgt de beslisregel. Tussen 316L en 2205 zit een sprong van circa 30 graden in kritische puttemperatuur, tussen 2205 en 2507 nog eens circa 35 graden. Zit uw medium qua temperatuur en chloridegehalte in het gebied waar 2205 net tekortschiet, bijvoorbeeld zeewaterkoeling, pekel of het concentraat van een omgekeerde-osmose-installatie, dan is 2507 de logische stap. Wilt u weten waar de grens van 316 en 316L precies ligt, dan staat dat op de pagina over RVS 316.

Onderaan de tabel staat 254 SMO (UNS S31254), een volaustenitisch 6Mo-staal dat met een heel andere samenstelling ongeveer dezelfde PREN haalt. Corrosietechnisch is dat een reëel alternatief voor 1.4410, maar de rekgrens is nog geen 300 MPa. Kiest u voor 254 SMO, dan verspeelt u het sterkteargument, en dat is voor plaatwerk vaak de helft van de businesscase.

Dunner construeren met een rekgrens boven 550 MPa

Dit is het tweede motief om 1.4410 te kiezen en het wordt vaker vergeten dan het corrosiemotief. Met een rekgrens van minimaal 530 tot 550 MPa tegenover 200 tot 240 MPa voor 316L hebt u ruim twee keer zoveel toelaatbare spanning. Voor een onderdeel waarvan de wanddikte door spanning wordt bepaald, bijvoorbeeld een tankwand, een drukvat of een geladen frame, betekent dat in de praktijk dertig tot veertig procent minder dikte bij dezelfde belasting. Reken daar de lagere dichtheid van 7,8 tegenover 8,0 g/cm3 bij en de gewichtswinst loopt op tot ruim de helft.

Er zit één belangrijke beperking aan. De elasticiteitsmodulus is met 200 GPa gelijk aan die van austenitisch RVS. Stijfheid koopt u dus niet: een plaat die dunner wordt gemaakt buigt en trilt evenredig meer. Voor onderdelen waarvan de dikte door doorbuiging, vlakheid of trillingsgedrag wordt bepaald in plaats van door spanning, levert de hogere rekgrens niets op en betaalt u alleen de meerprijs. Ook op knik en plooi moet u opnieuw rekenen. Wij nemen dat mee in de engineering als u het ontwerp bij ons neerlegt.

Wat kost super duplex 1.4410?

Als richtorde: grofweg twee tot drie keer de kiloprijs van 316L en ruwweg vijftig tot honderd procent boven duplex 2205. Dat verschil zit vooral in molybdeen, dat op de wereldmarkt duurder is dan nikkel, en in het feit dat 1.4410 in Nederland geen voorraadplaat is. De marge beweegt mee met de molybdeen- en nikkelnotering en verschilt van week tot week, dus vraag een actuele prijs aan in plaats van met een oud kengetal te rekenen.

Bij de totale kosten hoort meer dan de kiloprijs. Er staan minder kilo’s door de dunnere wand en een langere levensduur tegenover een langere levertijd, omdat de plaat vaak moet worden aangeschaft, en tegenover meer bewerkingstijd, met name in het lassen. Geef bij uw aanvraag door welk medium, welke temperatuur, welk chloridegehalte en welke plaatdikte u in gedachten hebt, dan rekenen wij de dikte en de kosten voor beide soorten door.

1.4410 tegenover 1.4501: S32750 of S32760

Twee superduplexsoorten die naast elkaar in de handel zitten en op tekeningen door elkaar worden gebruikt. 1.4410 (UNS S32750, F53) heeft 3 tot 4,5 procent molybdeen en verder geen bijzonderheden. 1.4501 (UNS S32760, F55), ook verkocht onder de merknaam Zeron 100, heeft daarnaast circa 0,5 tot 1 procent wolfraam en circa 0,5 tot 1 procent koper. Het wolfraam telt in de PREN mee als een halve portie molybdeen, waardoor beide soorten op een PREN rond 41 tot 43 uitkomen en in de praktijk als gelijkwaardig gelden.

Voor plaatwerk maakt de keuze meestal niet uit en bepaalt de leverbaarheid welke u krijgt. Twee kanttekeningen: schrijft uw specificatie of uw eindklant expliciet S32760 voor, dan is S32750 geen toegestane vervanging en omgekeerd, dus laat dat niet aan de inkoop over. En het koper in 1.4501 wordt in zwavelzuurhoudende media soms als voordeel opgevoerd. Voor de rest van de vergelijking, van bewerking tot lassen, geldt alles op deze pagina voor beide.

Vergelijkingstabel duplex en superduplex

Super duplex 1.4410 bewerken

Lasersnijden

1.4410 laat zich goed lasersnijden. Wij werken met stikstof als snijgas, zodat de snede blank blijft en de passieve laag niet wordt aangetast door oxidatie. Dat is bij deze soort geen cosmetische kwestie: op de plek waar 1.4410 wordt ingezet, is een geoxideerde kant een startpunt voor putcorrosie. De snijsnelheid ligt bij gelijke dikte tien tot twintig procent onder die van 316L, omdat de warmte sneller wegvloeit door de hogere geleiding. De warmte-invloedzone van een laserknip is smal en het materiaal koelt snel, dus de fasebalans blijft in orde. Bij plaat vanaf circa 15 mm wordt plasma of waterstraal een reëel alternatief; bij waterstraal is er helemaal geen thermische invloed.

Zetten

Reken op ongeveer twee keer de zetkracht die u voor 316L bij dezelfde dikte nodig hebt, want de rekgrens is ook ongeveer twee keer zo hoog. Dat betekent bij zetwerk in RVS dat de kantbank en het gereedschap de bepalende factor worden, niet het materiaal. Verder drie punten. De terugvering is groter dan bij austenitisch RVS door die hogere rekgrens, dus er moet verder worden doorgezet en er wordt vaker een proefzetting gemaakt. De rek bij breuk is met minimaal 20 procent lager dan de 40 procent van 316L, dus de binnenradius moet ruimer: in de praktijk twee tot tweeenhalf keer de plaatdikte, en bij voorkeur haaks op de walsrichting. En het materiaal is minder vergevingsgezind bij een beschadigde of vervuilde matrijs, omdat de hogere kracht elke afdruk zwaarder inzet. Zetten gebeurt koud, nooit warm: verwarmen om het zetten te vergemakkelijken brengt het materiaal precies in het temperatuurgebied waar u het niet wilt hebben.

Lassen van superduplex

Dit is de bewerking waarop een superduplexconstructie slaagt of faalt, en het is ook het punt waarop 1.4410 duidelijk meer eist dan 1.4462. De uitgangspunten:

• Toevoeging: oververlegeerd superduplex van het type 25.10.4.L, dus ER2594 of E2594 volgens AWS A5.9 en A5.4, of G/W 25 9 4 N L volgens EN ISO 14343. De extra nikkel ten opzichte van het basismateriaal is er om in de snel afkoelende las voldoende austeniet te vormen. Een 2205-toevoeging van het type 22.9.3.L is hier fout: die geeft een las met een lagere PREN dan het plaatmateriaal, en dan wordt de las de zwakste schakel in de corrosieketen.
• Warmte-inbreng: circa 0,2 tot 1,5 kJ/mm. Dat venster is aan beide kanten smaller dan de 0,5 tot 2,5 kJ/mm die bij 2205 gangbaar is. Te veel warmte geeft grofkorrelig ferriet en sigmafase, te weinig geeft een te ferritische las met te lage taaiheid.
• Tussenlaagtemperatuur: maximaal circa 100 tot 150 °C, waar bij 2205 nog 250 °C wordt toegestaan. Bij meerlaags werk betekent dat wachten en meten, niet doorlassen.
• Geen voorverwarmen anders dan het drogen van de plaat tot enkele tientallen graden, en geen gloeien na het lassen. Wordt er toch oplosgegloeid, dan moet dat bij 1.040 tot 1.120 °C met aansluitend afschrikken, en dus niet met langzaam afkoelen.
• Formeergas: argon met 1 tot 2 procent stikstof aan de smeltbadzijde en argon of stikstof als backinggas, om stikstofverlies uit de las tegen te gaan. Stikstof is bij deze soort het element dat austeniet vormt en de PREN op peil houdt.
• Fasebalans: in de las 30 tot 60 procent ferriet, te controleren met een ferritoscoop of via een metallografische opname op een proefstuk.

In de praktijk lassen wij 1.4410 met TIG voor dunne plaat en de wortellagen, en met MIG of gevulde draad voor de vullagen bij dikker werk. Bij dikke secties komt multipass lassen van duplex in beeld, met een vastgelegde laagopbouw en een gecontroleerde tussenlaagtemperatuur per laag. Voor constructief werk lassen wij gecertificeerd volgens EN 1090, en voor drukhoudende delen volgens de regels van EN 13445. Na het lassen wordt de aanloopkleur verwijderd door te beitsen en te passiveren: een blauw of bruin verkleurde zone naast de naad heeft een verarmde passieve laag en haalt de PREN van 42 niet, hoe goed de las er verder ook uitziet.

Verspanen

Reken op de zwaarste kant van roestvast staal. Met een rekgrens boven 530 MPa, een hoge verstevigingsneiging en de harde ferrietfase erbij ligt de snijsnelheid bij het verspanen ruwweg op de helft tot tweederde van die van 316L: als richtwaarde voor draaien met gecoat hardmetaal grofweg 50 tot 100 m/min. Verder gelden de bekende regels in versterkte vorm: stijve opstelling, scherpe positieve geometrie, ruime spaandikte, constante aanzet zonder in de snede stil te staan, en royaal koelen onder druk. Een te kleine spaandikte maakt het oppervlak harder in plaats van dat er materiaal afkomt, en op deze soort straft dat sneller af dan op 316L.

Afwerking

Plaat in 1.4410 wordt doorgaans geleverd als warmgewalst, gegloeid en gebeitst, dus als 1D of 1E, en in dunnere diktes als koudgewalst 2B. Bij deze soort geldt meer dan bij andere: hoe gladder en schoner het oppervlak, hoe hoger de daadwerkelijke weerstand tegen putcorrosie. Wij verzorgen in eigen huis stralen, glasparelen, slijpen, beitsen en passiveren. Let bij stralen op het straalmiddel, want ijzerdeeltjes uit gebruikt staalgrit gaan aan het oppervlak roesten en zetten daar putvorming in gang; wij stralen RVS daarom met glasparels of corund op een gescheiden lijn. Poedercoaten kan, maar is op 1.4410 zelden de bedoeling.

Toepassingen van super duplex 1.4410

• Offshore en energie: platformdelen, leidingondersteuningen, brandblusleidingen op zeewater, injectiewatersystemen en constructiedelen die zoute lucht en zeewaterspray te verduren krijgen. Dit is de oorspronkelijke markt van de soort.
• Ontzilting: omgekeerde-osmose-installaties en flash-verdampers, en met name het concentraatzijdige deel, waar chloride en temperatuur tegelijk oplopen en 2205 tekortkomt.
• Pekel en zoutverwerking: pekelbaden, pekelleidingen, zoutoplossystemen en verwerkingsapparatuur in de voedingsmiddelen- en chemische industrie.
• Chloridehoudend proceswater: koelwatersystemen op brak of zeewater, warmtewisselaarplaten en scrubbers voor rookgasontzwaveling, binnen de bovengrens van circa 250 °C.
• Procesindustrie en chemie: tanks, reactordelen, leidingwerk en constructies in de procesindustrie, waaronder constructiewerk en leidingsystemen waar chloride en zuren samen voorkomen.
• Pulp en papier: bleekstraten en apparatuur die met chlorietdioxide en chloridehoudend proceswater in contact staat.
• Constructies in corrosieklasse C5: frames en dragende delen in zeer agressieve buitenomgevingen, zoals in ons voorbeeld van een duplex RVS-frame in corrosieklasse C5.

1.4410 op maat laten snijden, zetten en lassen

Van Hengstum Metaal bewerkt super duplex 1.4410 volledig in eigen huis in Soest. Wij snijden plaat op maat met de fiberlaser, zetten op CNC-kantbanken, lassen gecertificeerd, verspanen en verzorgen de eindafwerking, tot en met complete RVS-maatwerkconstructies en assemblage. Doordat de hele keten onder één dak zit blijven de doorlooptijden kort, met snijwerk binnen 72 uur en 99 procent leverbetrouwbaarheid. Wij werken op plaat en plaatwerkconstructies; buis, flenzen, fittingen en bouten in superduplex horen bij een handelsvoorraad en leveren wij niet uit voorraad.

Wij leveren enkelstuks, prototypes en series. Voordat er iets wordt geproduceerd controleren wij uw tekening gratis op maakbaarheid en denken we mee over plaatdikte, zetradius, laagopbouw van de las en afwerking. Bij 1.4410 levert dat meer op dan bij andere soorten, omdat een kleine ontwerpwijziging hier direct kilo’s en lasmeters scheelt. Houd rekening met de levertijd van de plaat zelf, want superduplex is in Nederland geen voorraadartikel. Vraagt uw project om een 3.1-materiaalcertificaat of om vastgelegde lasprocedures, geef dat dan bij de aanvraag door, want het bepaalt de inkoop en de planning. Vraag vrijblijvend een offerte aan en stuur uw tekening of DXF mee.