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雙相不鏽鋼牌號

作者:亚美真人来源:[亚美真人公司]访问:354时间:2019-11-16

雙相不鏽鋼具有良好的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不鏽鋼雙相不鏽鋼(Duplex Stainless Steel,簡稱DSS),指鐵素體與奧氏體各約占50%,,一般較少相的含量最少也需要達到3O%的不鏽鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Nb 、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不鏽鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均明顯進步,同時還保持有鐵素體不鏽鋼的475℃脆性和導熱係數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不鏽鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯進步。雙相不鏽鋼一般可分為低合金型、中合金型、高合金型和超級雙相不鏽鋼型四類。

雙相不鏽鋼牌號和各國牌號的近似值對照如下表 :

型號\國家

中國

美國

瑞典

德國

法國

日本

低合金型

00Cr23Ni4N

UN23

(SAF2304)

SS232

(SAF2304)

W.Nr.1.4362

UR35N

DP11

中合金型

00Cr18Ni5Mo3Si2

00Cr22Ni5Mo3N

UNS S31500

UNS S31803

SS2376(3RE60)

SS2377(SAF2205)

W.Nr.1.4417

W.Nr.1.4462

UR45N

DP1

DP8

高合金型

0Cr25Ni5Mo2

00Cr25Ni7Mo3WCuN

UNS S32900

UNS S31260

SS2324(10RE51)

W.Nr.1.4460

W.Nr.1.4501

329J1

329J2L

超級雙相鋼

00Cr25Ni7Mo4N

00Cr25Ni6Mo3CuN

UNS S32750

UNS S32550

SS2328(SAF2507)

W.Nr.1.4410

W.Nr.1.4507

UR47N

UR52N

雙相不鏽鋼是在其固溶組織中鐵素體相與奧氏體相約各占一半,一般量少相的含量也需要達到30%。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10% 。有些鋼還含有Mo、Cu 、Nb、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不鏽鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性 ,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均明顯進步,同時還保持有鐵素體不鏽鋼的475℃脆性和導熱係數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不鏽鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯進步。雙相不鏽鋼具有良好的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不鏽鋼 。 常用雙相不鏽鋼的性能:

1.雙相不鏽鋼化學成分(%)

鋼號

C≤

Mn≤

Si≤

S≤

P≤

Cr

Ni

Mo

Cu≤

N

S32750((SAF2507)

00Cr22Ni7Mo4N

0.03

1.20

0.80

0.020

0.035

24.0/

26.0

6.0/

8.0

3.0/

5.0

0.50

0.24/

0.32

S31803(SAF2205)

00Cr22Ni5Mo3N

0.03

2.00

1.0

0.02

0.030

21.0/

23.0

4.50/

6.50

2.50/

3.50

0.08/

0.20

S31500(3RE60)

00Cr18Ni5Mo3Si2

0.03

1.2/

2.00

1. 4/

2.00

0.030

0.030

18.0/

19.0

4.25/

5.25

2.50/

2.00

0.05/

0.10

2.雙相不鏽鋼機械性能:

熱處理製度℃

Ab(MPa)≥

As(MPa)≥

∮≥

布氏

洛氏

S32750(SAF2507)

00Cr22Ni5Mo3N

1025-1125

800

550

15

310

32

S31803(SAF2205)

00Cr22Ni5Mo3N

1020-1100

620

450

25

290

30.5

S31500(3RE60)

00Cr18Ni5Mo3Si2

980-1040

630

440

30

290

30.5

3.雙相不鏽鋼的連續使用溫度範圍為-50℃-60℃。熱加工溫度應不低於950℃ 。

雙相不鏽鋼簡介

雙相不鏽鋼是指它的微觀組織是由鐵素體相和奧氏體相二構成的材料,二相各約占50% 。在實際使用中其中一相約在40-60%之間較為合適。

根據兩相組織的特點,通過精確控製化學成分和熱處理工藝,將奧氏體不鏽鋼所具有的良好韌性和焊接性與鐵素體不鏽鋼所具有的較高強度和耐氯化物應力腐刨性能結合在一起,使雙相不鏽鋼成為一類集良好的耐腐蝕、高強度和易於加工製造等諸多優良性能於一身的鋼種。它們的物理性能介於奧氏體不鏽鋼和鐵素體不鏽鋼之間,但更接近於鐵素體不鏽鋼和碳鋼。雙相不鏽鋼的耐耐氯化物孔蝕和縫隙腐蝕能力與鉻、鉬和氮含量有關,其耐釔蝕和縫隙腐蝕能力可以類假於316不鏽鋼,或者高於海水用不鏽鋼如6%MO奧氏體不鏽鋼。所有的雙相不鏽鋼耐氯化物應力腐蝕斷裂的能力均明顯強於300係列奧氏體不鏽鋼,而且其強度也大大高於奧氏體不鏽鋼 ,同時表現出良好的塑性和韌性。

雙豐不鏽鋼各種產品形式: 板材和帶材 管---焊管和無縫管 鍛材 管件和法蘭 棒和絲

雙相不鏽鋼一般可分為四類: 第一類低合金型,代表牌號UNSS32304,鋼中不含鉬,PREN:24-25 ,耐應力腐蝕方麵可代替AISI304或是316使用。第二類中合金型,代表牌號UNSS31803,PREN:32-33耐蝕性能介於AISI316L和6%MO N奧氏體不鏽鋼之間。第三類高合金型,一般含25%CR,還含有鉬和氮,有的還含有銅和鎢,標準牌號有UNSS32550,PREN:38-39耐蝕性能高於22%Cr雙相不鏽鋼。第四類超級雙相不鏽鋼型,含高鉬和氮,標準牌號有UNSS32750,有的也含鎢和銅,PREN>40可使用於苛刻的介質條件,具有良好的耐蝕與力學綜合性能,可與超級奧氏體不鏽鋼相媲美。(注:PREN :孔蝕抗力當量值)

化學成分 雙相鋼的最首要合金元素是Cr、Ni、Mo和N。其中Cr、Mo為增加鐵素體含量,而Ni、N為奧氏體穩定元素。有些鋼種還有Mn、Cu、W等元素。Cr、Ni、Mo能改進抗腐蝕性。在含氯化物的環境中其抗點蝕及裂縫腐蝕的性能特別好。

1.化學成分(%)

表1

牌號

C

Cr

Ni

Mo

N

P

S

SAF2205

0.030

21.0-23

4.5-6.5

2.5-3.5

0.08-0.2

0.030

0.030

SA2507

0.030

24.0-26

6.0-8.0

3.0-5.0

0.32

0.035

0.020

2. 機械性能 雙相鋼機械性能取決於產品形式及終究熱處理,下表列出了規定的極限

表2

項目牌號

試驗溫度

RP0.2N/MM2

RM0.2N/MM2

A5%

SAF2205

室溫

450

620

25

100

360

150

335

200

310

250

295

300

285

SA2507室溫

550

800

1000

46

100

450

200

400

在-50度-280度溫度範圍同,雙相不鏽鋼具有很好的機械性能,當雙相鋼長期承受300度以上高溫時,其微機組織會發生變化並導致韌性下降,然而,韌性的降低並不一定對處於工作溫度的材料性能產生影響。 腐蝕性能 跟類似合金含量的奧氏體鋼種相比,雙相鋼和超級雙相鋼基體材料具有類心抗點蝕和裂紋腐蝕性能 ,但一般具有極好的抗應力腐蝕有機酸腐蝕的能力。在產業界按照孔蝕抗力當量值PREN來表示抗點蝕等級是盡人皆知的。

雙相不鏽鋼物理性能:雙相鋼熱傳導率列於下表中 ,並與316L相比較。熱傳導率W/M攝氏率

表3

溫度

牌號

SAF2205

SAF2507

AISI316L

20

19

16

15

100

19

17

16

200

21

19

17.5

300

23

20

19

雙相不鏽鋼的熱膨脹與碳鋼接近,這使雙相鋼與奧氏體不鏽鋼相比 ,具有明顯的上風。 金相組織我公司使用於西氣東輸的UNSS31803雙相不鏽鋼的微觀組織圖如下,其鐵素體含量54%

雙相不鏽鋼上風

1、與奧氏體不鏽鋼相比

1)服強度比普通奧氏體不鏽鋼高一倍多,且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不鏽鋼製造儲罐或壓力容器的厚度要比常用奧氏體不鏽鋼減少30-50%,有益於降低本錢。

2)具有優良的耐應力腐蝕破裂的能力,特別在含氯離子的環境中,即使是含合金量最低的雙相不鏽鋼也有比奧氏體不鏽鋼更高的耐應力腐蝕斷裂的能力,應力腐蝕是普通奧氏體不鏽鋼難以解決的突出題目。

3)在很多介質中利用最普通的2205雙相不鏽鋼的耐腐蝕性優於普通的316L奧氏體不鏽鋼,而超級雙相不鏽鋼具有極高的耐腐蝕性,在一些介質中,如醋酸、甲酸等甚至可以取代高合金奧氏體不鏽鋼,乃至耐蝕合金。

4)具有良好的耐局部腐蝕性能,與合金含量相發的奧氏本不鏽鋼相比,它的耐磨損腐蝕和腐蝕疲憊性能都優於奧氏體不鏽鋼。

5)比奧氏體不鏽鋼線膨脹係數低,與碳鋼接近,適合與碳鋼連接,具有首要的工程意義,如生產複合板或襯裏等。

2 、與鐵素不鏽鋼相比,雙相不鏽鋼的上風如下:

1)綜事力學性能比鐵素體不鏽鋼高,特別是塑韌性。不像鐵素本不鏽鋼那樣對脆性敏感。

2)除耐應力腐蝕性能外,其他耐局部腐蝕性能都優於鐵素體不鏽鋼。

3)冷加工工藝性能和冷成型性能遠優於鐵素體不鏽鋼。

4)焊接性能遠優於鐵素體不鏽鋼,一般焊前不需預熱焊後不需熱處理。

5)利用範圍較鐵素體不鏽鋼寬。

利用情況

由於雙相鋼強度高,它往往可以節約材料,如減少管子的壁厚 。以一為SAF2205、SAF2507的用處。 SAF2205適用於含氯環境中,該材料適用於混有氯化物的煉油或其它工藝介質中。SAF2205特別適用於使用含氯水溶液或微鹹水作為冷卻介質的熱交換器。該材料同樣也適用於稀釋的硫酸溶液和純有機酸及其混合液。 如:石油和自然氣產業中的油管:煉油廠中的原油脫鹽,含硫氣體淨化,廢水處理設備;使用微鹹水或含氯溶液的冷卻係統。

SAF2205雙相不鏽鋼的利用

序號

設備名稱

介質條件

原用材料及及題目

雙相鋼使用情況

1

油田、油井口的輸送管道

水/油:91/10,H2S:2%,NaCI:9%,CO2:2%~3%,pH:4.5~6,115℃~140℃,7MPA

碳鋼襯裏使用3~9個月,304短時間即產生SCC

自1980年開始使用

2

油田用空氣冷卻器

水/油:91/10,H2S:2%,NaCI:9%,CO2:2-3%,pH :4.5~6,80℃~110℃,7MPa

3

煉油廠餾分

管程:水,28℃~45℃

碳鋼使用1年,321使用半的出現孔蝕及SCC

自1985年開始使用

4

煉油廠加氫裂經塔的空氣冷卻塔

0.1 kPa ~1kPa

碳鋼和13%~17%Cr鐵素本不鏽鋼易損壞

自1983年開始使用

5

聚乙烯產品冷卻器

管程:聚乙烯氣本混合物,100℃,2MPa殼程:含約100×10-6CI的淡水 ,材料溫度<100℃

304L管板因SCC損壞

換用SAF2205鋼後情況良好

6

近海氣田用空氣冷卻器

管程:CO2:25%,含CI的濕自然氣,90℃,13MPa

自1980年開始使用

7

生產純堿用的海水熱交換器

管程 :海水 ,進口溫度12℃~31℃,出口溫度40℃~60℃,殼程:NH357%,CO233%,H2O10%,不含氧的H2S ,出口溫度

TI焊管2-3年焊縫損壞,TI地縫管使用7-8年後失效

自1983年開始使用

SAF2507是專為苛刻的含氯環境而開發的,在加工產業中也有很多首要利用。

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