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Materiais·6 min de leitura·

Super Duplex 2507 (1.4410): Composição Química e Propriedades

Resposta Rápida

Quick Answer

O Super Duplex 2507 (EN 1.4410, UNS S32750) contém aproximadamente 25% Cr, 7% Ni e 4% Mo com teor elevado de nitrogênio. Seu PREN de aproximadamente 43 excede o limite industrial de 40 para serviço em água do mar, oferecendo resistência superior à corrosão por pite e ao trincamento por corrosão sob tensão, juntamente com uma resistência ao escoamento quase três vezes maior que o aço austenítico 316L.

Visão Geral

Os aços inoxidáveis duplex super são definidos por um PREN ≥ 40, alcançado por meio de teores mais altos de cromo, molibdênio e nitrogênio em comparação com graus duplex padrão como 2205. O grau 2507 (25% Cr, 7% Ni, 4% Mo) é o grau super duplex dominante em aplicações de águas profundas, submarinas e de resfriamento com água do mar.

Principais vantagens sobre o duplex padrão 2205:

  • PREN aproximadamente 43 versus aproximadamente 35 para 2205
  • Resistência ao escoamento mais elevada (aproximadamente 550 MPa versus aproximadamente 450 MPa)
  • Melhor resistência à corrosão localizada em água do mar e soluções de cloreto concentrado quente

As desvantagens são custo mais elevado, requisitos de fabricação mais rigorosos e maior sensibilidade ao tratamento térmico inadequado.


Composição Química — Super Duplex 2507 / 1.4410

ElementoASTM A790 S32750EN 1.4410
Carbono (C)≤ 0.030≤ 0.030
Manganês (Mn)≤ 1.20≤ 1.20
Silício (Si)≤ 0.80≤ 0.80
Fósforo (P)≤ 0.035≤ 0.035
Enxofre (S)≤ 0.020≤ 0.015
Cromo (Cr)24.0 – 26.024.0 – 26.0
Molibdênio (Mo)3.0 – 5.03.0 – 4.5
Níquel (Ni)6.0 – 8.06.0 – 8.0
Nitrogênio (N)0.24 – 0.320.24 – 0.32
Cobre (Cu)≤ 0.50≤ 0.50

O alto teor de nitrogênio (0.24–0.32%) é crítico. Aumenta o PREN, estabiliza a austenita e suprime a formação de fase sigma. Qualquer MTC que relatar nitrogênio abaixo de 0.24% deve ser cuidadosamente avaliado em relação à especificação.


Cálculo de PREN

PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N

Na composição nominal (25% Cr, 4% Mo, 0.28% N): PREN ≈ 25 + 3.3×4 + 16×0.28 ≈ 25 + 13.2 + 4.5 ≈ 42.7

Isso confortavelmente excede o mínimo de NORSOK M-001 de 40 para componentes expostos à água do mar.


Propriedades Mecânicas — Super Duplex 2507

PropriedadeASTM A790 S32750EN 1.4410 (+AT)
Resistência à Tração Última (UTS)795 MPa (115 ksi) mínimo730 – 930 MPa
Resistência ao Escoamento 0.2% (YS)550 MPa (80 ksi) mínimo530 MPa mínimo
Alongamento em 50 mm15% mínimo20% mínimo
Dureza (máximo)310 HBW / 32 HRC310 HBW
Impacto Charpy (0°C)41 J (27 ft·lbf)80 J (longitudinal)

Cobertura de Normas

NormaForma do ProdutoDesignação
ASTM A790Tubo sem costura e soladoS32750
ASTM A240Chapa, folha, tiraS32750
ASTM A182ForjamentosF53
ASTM A276BarraS32750
ASME SA-240Chapa de vaso de pressãoS32750
EN 10088-2Produtos planos1.4410
NORSOK M-650Qualificação offshore25Cr super duplex
ISO 15156-3Serviço ácidoPermitido com condições

Aplicações

O super duplex 2507 é selecionado para os ambientes de corrosão mais exigentes:

  • Sistemas de produção submarina — linhas de fluxo, coletores e componentes de cabeça de poço em água do mar e fluidos de produção ricos em cloreto
  • Sistemas de resfriamento e combate a incêndio em água do mar — onde PREN ≥ 40 é obrigatório
  • Plantas de dessalinização — aquecedores de água salgada e carcaças de bomba de alta pressão em sistemas de destilação em múltiplos estágios e osmose reversa
  • FPSOs e plataformas offshore — sistemas de tubulação topside e submarina conforme requisitos NORSOK
  • Branqueamento de polpa — ambientes altamente corrosivos de dióxido de cloro e hipoclorito
  • Sistemas de injeção química — linhas de injeção de metanol, inibidor de corrosão e biocida em sistemas offshore

Considerações de Fabricação

O super duplex requer controle de processo mais rigoroso que o duplex padrão:

ParâmetroRequisito
Temperatura de recozimento em solução1050 – 1125°C
Resfriamento rápidoTêmpera em água para evitar fase sigma
Aporte de calor de soldagem0.2 – 1.5 kJ/mm (mais rigoroso que 2205)
Temperatura máxima entre passes100°C
Arame de preenchimentoER2594 (25Cr/9Ni/4Mo super-ligado)

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Perguntas Frequentes

Qual é a diferença entre 2205 e 2507?

2507 tem teor mais alto de Cr (~25% vs ~22%), Mo (~4% vs ~3%) e N (~0.28% vs ~0.17%) que 2205. Isso aumenta o PREN de ~35 para ~43 e a resistência ao escoamento de ~450 MPa para ~550 MPa. 2507 é escolhido quando a resistência à corrosão do 2205 é insuficiente — particularmente em água do mar ou ambientes de cloreto altamente concentrados. O prêmio de custo para 2507 é tipicamente 30–50% acima de 2205.

O super duplex 2507 pode ser usado em serviço ácido (H₂S)?

Sim, com condições. ISO 15156-3 permite 2507 em ambientes ácidos sujeito a limites na pressão parcial de H₂S, temperatura, pH e concentração de cloreto. Limites máximos de dureza e resistência à tração se aplicam. Sempre verifique as condições de serviço específicas em relação aos critérios de aceitação ISO 15156-3 antes de especificar 2507 para serviço em gás ácido.

Por que a temperatura de serviço máxima é menor para super duplex que para duplex padrão?

Os graus super duplex são mais propensos à precipitação de fase sigma acima de 280°C devido ao seu teor mais alto de Cr e Mo. A fase sigma causa fragilização severa e resistência à corrosão reduzida. A temperatura máxima de serviço contínuo é tipicamente 250–280°C para 2507. Excursões de curto prazo podem ser aceitáveis — consulte o fornecedor de material e o código relevante.

Como o TestCert verifica o super duplex PREN em relação aos requisitos de NORSOK M-001?

O TestCert lê os valores Cr, Mo e N do MTC carregado, calcula o PREN usando a fórmula padrão e compara o resultado em relação a qualquer mínimo especificado pelo cliente capturado no pedido de compra. Para projetos que fazem referência a NORSOK M-001, um PREN mínimo de 40 é aplicado automaticamente quando o grau é identificado como super duplex.