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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

                022Cr22Ni5Mo3N (S31803/S22253)

                 

                   (022Cr22Ni5Mo3N ) S22253 / S31803 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304L、316L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


                022Cr22Ni5Mo3N(S31803) 双相不锈钢化学成分
                钢种
                022Cr22Ni5Mo3N≤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


                  00Cr22Ni5Mo3N 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


                S31803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%
                022Cr22Ni5Mo3N

                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












                S31803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%
                022Cr22Ni5Mo3N


                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

                 

                  S31803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022Cr22Ni5Mo3N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。


                  S31803 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


                   S31803 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,大多数用其制造ぷ热交换器、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 304L316L 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。