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                双相不锈钢 | Duplex steel

                双相不锈钢是指在它固溶组织中的铁素体相和奥氏体相约各占一半,一般最少相含量也需要达到》30%。因此它兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的性№能特点。双相不锈钢已广泛地应用▃于各工业领域,诸如纸浆和造纸、陆上和海╱上的油气工业、化学加工工业、运输业(化学品船和槽罐车)、制药和食』品工业以及建筑业等。多用制反应容器,各工业设备和输送管道等。在大多数应用中∏,双相不锈钢被认为是具有成本效益的材料,填补了普通奥氏体不锈钢和高〓合金奥氏体不锈钢之间的空白。

                产品分类 / 用途

                022Cr23Ni5Mo3N (S32205/S22053)


                  (022Cr23Ni5Mo3N ) S22053 / S32205 双相不锈钢是瑞典开发了 3RE60 双相不锈〓钢之后,又针对油气工业管线材首先开发出了SAF 2205钢,纳入了ASTM A789、A790、A240、A276 等标准,美国牌号为UNS S31803;20世纪80年代后,各国相继开发类似钢种,并纳入标准。德国有W-Nr.1.4462,DIN X2Cr-NiMoN2253, 法国有Z2CND22-05-03,瑞典有SS2377,英国有BS 318S13 等。SAF 2205双相不锈钢自70年代后↑期开始用于油气管线,这是最早使用在这方面的双相不锈钢,为了改进相平衡和避免有害相的析出,近年从UNS S31803 双相钢又派生出UNS 32205,后者具有更窄的区间,ASTM 专门为这两个钢制订了冶金产品有害金属间相的检验标准(ASTM A923-98)。中国在20世纪80年代也开始研制相当SAF 2205 双相钢的022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢,它在中性氯化物溶液和硫化氢中的耐应力腐蚀性能优于304L316L奥氏体⌒不锈钢及18-5Mo型双相不锈钢。可进行冷、热加工成型,焊√接性能良好,该钢适用作结构材料,是目前世界在双相不锈钢中应用最普★遍的牌号。


                  美国UNS: S31803    中国牌号:022Cr22Ni5M3N    统一数字代号:S22253        二者化学成分∞区别:S31803 :(铬:21.0~23.0 、氮:0.08~0.20)

                  美国UNS: S32205    中国牌号:022Cr23Ni5M3N    统一数字代号:S22053        二者化学成分区别:S32205 :(铬:22.0~23.0 、氮:0.14~0.20)

                    

                一、化学成分及显微组织


                022Cr23Ni5Mo3N(S32205) 双相不锈☉钢化学成分
                钢种
                00Cr22Ni5Mo3N≤0.03≤1.0≤2.0≤0.03≤0.03521.0~23.05.5~6.52.5~3.50.1~0.2
                SAF 2205≤0.03≤1.0≤2.0≤0.02≤0.030225.53.20.18
                W-Nr. 1.4462≤0.03≤1.0≤2.0≤0.015≤0.03521.0~23.04.5~6.52.5~3.50.10~0.22
                UNS S31803≤0.03≤1.0≤2.0≤0.02≤0.03021.0~23.04.5~6.52.5~3.50.08~0.20
                UNS S32205≤0.031.0 ≤2.0≤0.02≤0.03022.0~23.04.5~6.53.0~3.50.14~0.20


                  022Cr23Ni5Mo3N 双相钢在固溶状态(1020 ~1100℃水冷)下铁素体数量约为40%~50%,随着温度的升高铁素体量逐渐增加,并且晶粒成等轴↘状,至1300℃时此钢仍保留一定量的▓γ相。钢在350~975℃范围加热后有Cr2N、σ、χ、αˊ相的析出。


                二、力学性能


                2205双相不锈钢室温力学性能
                钢种产品规格温度抗拉强度屈服强度延伸率
                MPaMPa%
                022Cr23Ni5Mo3N

                SAF 2205
                Φ20mm,棒材室温≥680≥450≥25
                壁厚≤20mm,管材室温680~880>450>25
                毛胚厚≤200mm,锻件室温680~880>410>25












                2205双相不锈钢高温力学性∩能
                钢种产品规格温度抗拉强度屈服强度延伸率
                MPaMPa%
                022Cr23Ni5Mo3N


                SAF 2205
                Φ20mm,棒材10071047037
                20068039332
                30065038030





                壁厚≤20mm,管材100>630>370
                200>580>330
                300>560>310





                毛胚厚≤200mm,锻件100>630>365
                200>580>315
                300>560>285


                三、焊接性能

                 

                  S32205双相不锈钢的焊接性能良好,热裂纹倾◣向低,脆化倾向小。适宜采用SMAW、GTAW和SAW法进行焊接;采用GTAW法焊接时需填丝;一般不需ζ焊前预热和焊后热处理。为使焊缝和焊接HAZ能有合∞适的奥氏体数量以保证焊缝和接头有ω 满意的力学与耐蚀综合性能,焊接时必须注意线能量和层间温度。SAF 2204 与 SAF 2304双相钢使用的是相同的焊丝和』焊条。如果在非常苛刻的介质中使用SAF 2205高腐蚀焊接接时,要求采用焊接超↙级双相不锈钢SAF 2507 时使用的25.10.4L、25.10.4LR和25.10.4LB焊丝和焊条。


                四、冷热加工性能


                  用于不锈钢的成型」操作同样也适用于022Cr23Ni5Mo3N钢种,但像深冲、深拉、旋压等冷成型要比奥氏体不锈钢困难。一般㊣ 冷变形超过10%,需要固溶退火处理。


                  S32205 双相不锈钢即▆可冷弯也可热弯,冷弯后一般不需热处理,但弯曲超过20%变形量或使用条件有产生应力腐蚀危险时,则采取固溶退火①处理。热成型如热弯应在1150~950℃温度范围内进行,低于950℃会进入σ相脆性范围,热成型后应进行固溶退火处理。


                  固溶退火制度为1020~1100℃加热快冷,此也可用于消除应力处理,在特殊情况下也可采用550~600℃消除应力处理。


                五、材料应用


                   S32205 双相不锈钢是在所有双相不锈钢中应用最多的一个钢种,应用范围十分广泛,主要用在酸性油※、气井生产,还有炼油、纸浆、化工、化◥肥以及石油化工等领域,大多数用其制造热交换器、冷凝冷却器等易产生点蚀和应力▼腐蚀的受压设备,在许多情况下用来代替304L、316L奥氏体不锈钢。近年海上化学品储罐运←输船是双相不锈钢的最大用户,消费量约占双相不】锈钢热轧板产量的50%。如今2205双相钢已取代 316L 和 317L 不锈钢,成为海水化学产品运输船储罐的标准用材。中国2001年建造的↓第一条船已下水使用,2205双相不锈钢板的消耗量达到1400吨。此时在建筑业,如造桥和做海边道路上的扶栏和灯柱。在建筑基础设施,如做过街天桥的钢筋等。中国采用SAF 2205 和 Q345C 复合板已在长江三峡工程中用★于冲砂管道、泄洪深孔埋件和衬砌等。