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デュプレックススチールパイプ フェライトとオーステナイトの2相構造を含むステンレス鋼材料で、典型的な位相比は約50:50です。この2相構造は、高強度と良好な腐食抵抗を組み合わせており、石油とガス、化学産業、海洋工学などの高腐食および高ストレス環境で広く使用されています。 UNS S31803やS32205などの一般的なグレードは、特別な冶金構造のため、熱い作業プロセスに非常に敏感です。
二重鋼パイプのホットフォーミングプロセス特性
高温の形成とは、鋼管を高温に加熱してから金型を通して形成するプロセスを指します。デュプレックスステンレス鋼の場合、高温の形成温度は一般に1100°Cから1250°Cの間で制御されます。この温度範囲内では、材料の可塑性が良好で、形成が簡単です。ただし、特に高温が長すぎる場合、位相の変化、構造の粗大化、および有害な段階の降水のリスクもあります。
ホットフォーミングプロセス中に冷却制御が適切でない場合、フェライト相の増加、オーステナイト相の減少、さらにはσ相（Sigma相）やχ相などの脆性相の形成につながる可能性があります。
ソリューション処理の定義と目的
溶液処理とは、材料を適切な温度（通常は1020°C〜1100°C）に加熱し、一定の期間暖かく保ち、それを迅速に冷却することを指し、以前に沈殿した有害段階がオーステナイトマトリックスに溶解し、均一な二重構造が得られます。
この治療の主な目的は次のとおりです。
標準のオーステナイト/フェライト比を復元します。
σ位相や高温作業中に沈殿したχ相などの有害な金属間化合物を溶解します。
穀物を改良し、全体的な機械的特性を改善します。
孔食、隙間の腐食、ストレス腐食亀裂に対する耐性を改善します。
材料の靭性と延性を回復します。
デュプレックススチールパイプの高温形成後に溶液処理が必要ですか？
溶液処理が必要かどうかは、ホットフォーミングの特定のプロセスパラメーターに基づいて決定する必要があります。
ケース1：妥当なホットフォーミング温度制御と高速冷却速度
熱い形成温度が1100〜1200°Cの間に厳密に制御されると、加熱時間が短く、フォーミング直後に急速な冷却（空冷や水冷など）が実行されます。この場合、オーステナイト相は自然に合理的な割合で再生される可能性があり、追加の溶液処理は必要ない場合があります。
薄い壁の厚さ、小さな幾何学的変化、および肘、短いセクション、還元剤などの小さな形成変形を持つ製品に適用できます。
ケース2：高温の形成温度が高すぎるか、保持時間が長すぎる
高温の形成温度が1250°Cを超える場合、または高温での保持時間が10分を超える場合、穀物の粗大化、σ相形成、不均一な構造を引き起こすのは非常に簡単です。特に、壁の厚さや大きな変形を伴う高温の形成の過程で、この種の組織の変化は自然冷却によって修復が困難であり、その後の溶液処理を使用して理想的な組織状態を回復する必要があります。
太い壁のパイプ継手、圧力容器、フランジ、偽造された特別な形の部品などの主要なアプリケーション領域に適用できます。
ケース3：ホットフォーミング後の自然冷却またはゆっくりした冷却
自然な冷却またはゆっくりした冷却（特に炉での冷却）により、組織は850°C〜950°Cの温度ゾーンに長く留まることができます。この温度ゾーンは、σ相の形成に非常に敏感な領域であり、溶液処理は不可欠です。完全な溶解のために、1050°C以上に再加熱する必要があります。
ソリューション処理のための仕様要件をプロセスします
ソリューション処理プロセスは、次のプロセス要件に厳密に準拠する必要があります。
加熱速度制御：温度差亀裂を防ぎます。
住宅温度：1050°C〜1100°C;
住宅時間：壁の厚さに依存します。通常、25mmの壁の厚さごとに15〜30分です。
冷却方法：σ位相形成ゾーンにとどまらないようにするための水消光または急速空気冷却。
後続のテスト：金属学的分析または磁気誘導法を使用して、位相比が標準を満たしていることを確認します。
製品の品質を確保するために、ASTM A240、ASME SA789、EN 10088などの国際基準に熱処理条項を実装することをお勧めします。
ソリューション処理により、二重鋼パイプの性能が向上します
ホットフォーミング後のソリューション処理は、次の特性を大幅に改善できます。
改善された孔食抵抗指数（Pren）;
塩化物ストレス腐食亀裂に対する耐性の強化。
伸びと衝撃の靭性を大幅に改善しました。
寿命の延長と障害のリスクの低下。
全体的な溶接性能と構造の安定性が向上しました。
潜水艦の送信パイプライン、海水熱交換器、製油所の圧力容器などの要求のために、溶液処理は必要な品質保証リンクです。
