双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的化学成份% C Mn P S Si 牌号 Ni Cr ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 2205 0.030 2.0 0.03 0.02 1.0 4.5-6.5 21-23 双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的机械性能 屈服强度抗拉强度 σ0.2 牌号 温度/状态 σb ≥(MPa) ≥(MPa) 2205的板 70ºC/退火 75 105 2205的板 200ºC/退火 2205的板 400ºC/退火 2205的板 600ºC/退火 50 45 40 90 80 79 Mo 2.5-3.5 N 0.08-0.2 伸长率 δ 标距2in或50mm(或4D),≥,% 35 双相不锈钢2205的用途:用于炼油, 化肥,造纸,石油,化工 等耐海水耐高温浓硝酸等 的热交换器和冷淋器及器件。 双相不锈钢的主要代表牌号 DSS一般可分为四类:
低合金型--代表牌号是UNS S32304(23Cr-4Ni-0.1N) PREN值24~25
中合金型--代表牌号是UNS S31803(22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), PREN 值32~ 33 高合金型--标准牌号有UNS S32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N),PREN 值38~39 超级双相不锈钢型--标准牌号有UNS S32750(25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N),PREN值>40 注:(※ PREN 耐孔蚀指数 PREN=Cr%+3.3×Mo%+16×N%)
低合金型UNS S32304不含钼, 在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用. 中合金型UNS S31803的耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间. 高合金型,一般含25%Cr,还含有钼和氮,有的还含有铜和钨,这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的 双相不锈钢.
超级双相不锈钢型,含高钼和氮,有的也含钨和铜 , 可适用于苛刻的介质条件,具有良好的
耐腐蚀与力学综合性能,可与超级奥氏体不锈钢相比美. 代表牌号的主要化学成分 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 双相不锈钢化学成分,% C Cr Ni Mo Cu N 类型 UNS 牌号 低合金型 中合金型 中合金型 高合金型 超级DSS S32304 S31803 S32205 S32550 S32750 ≤0.03 ≤0.03 ≤0.03 0.04 ≤ 0.03 23 22 22 25 25 4 5 5 6 7 3 3 3 4 2 0.05/0.20 0.08/0.20 0.14/0.20 0.10/0.25 0.24/0.32 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
从表中可以看出: S 32205是由S31803派生出的钢种, 在ASTM A 240/240M-99a标准中是在1999年才纳标的,它的Cr、Mo和N元素的区间都比较窄,容易达到相的平衡(即两相约各占一半), 改善了钢的强度,耐腐蚀性和焊接性能,多用于性能要求较高和需要焊接的材料,如油气管线等. 4. 双相不锈钢的发展动向
值得关注的是低合金含锰双相不锈钢的开发. 近十年来有关国家如美国,南非等研究以锰代镍双相不锈钢的开发,但除铸件外,所开发的新钢种多具有介稳的奥氏体,藉冷变形后马氏体的转变 提高强度,很难作焊接件使用,也很难适应某些环境,例如会产生应力腐蚀的环境,这样使用很局限.近年瑞典开发的低锰低镍双相不锈钢则比较成熟,目标明确,为了节镍以取代用途很广的304,甚至可能代替价格与304相当,目前使用并不广的2304双相不锈钢,具有实际推广的价值,值得注意.瑞典Avesta Polarit AB开发的LDX 2101 双相不锈钢(21.5%Cr, 5%Mn, 1.5%Ni, 0.22%N), 由于提高了钢中的氮,获得了稳定的奥氏体,相的平衡与组织稳定性都较好,对金属间相的析出不敏感,在析出最敏感的温度650℃,保温10h后的冲击值才降至50J,其组织稳定性较2205钢好。该钢的强度高,耐腐蚀性与304相当,可焊接,其寿命周期成本较奥氏体不锈钢低. LDX 2101钢已进行工业试制,在AOD/CLU炉精炼后进行连铸,生产长材铸胚和板胚,只是目前尚未大量推广应用,鉴于它具有较好的综合性能,潜在的用途范围很宽,尤其用作结构件很有前途,例如可代替 2205双相不锈钢用作桥梁结构,还可用制混凝土中的钢筋,解决在有氯离子污染环境中材料的腐蚀问题,此外,还可取代304和316钢制造容器、塔器、热水贮罐和加热器等。
从世界不锈钢的消耗量来看,双相不锈钢只占很少的份额,它的价格还是较高的,从价格比来看:若304,304L为1,则 316L为1.3, 而2205则为1.6, 说明要想增加双相不锈钢的市场份额,应当有更廉价的,能与应用最普遍的304(304L)钢相竞争的新钢种还是有价值的,当然这方面还有许多工作要做.
值得一述的还有含锰超级双相不锈钢的开发,在德国开发了含25%Cr, 6%Mn, 6%Ni, 3%Mo, 2%W和~0.5%N,还有Cu的高合金铸钢,该钢靠固溶强化,σ0.2 可达到550MPa, 比含0.15%N的类似钢种高出近70MPa, 临界孔蚀温度(CPT)达到70℃,耐磨损腐蚀性能好. 在奥地利也开发了BO A920(26%Cr, 7%Ni, 3%Mn, 4%Mo, 0.35%N)超级双相不锈钢, PREN值达45,σ0.2为~600MPa, AK为100~200J, 适合用制小尺寸高速运转的部件. 这两种钢目前还处于试验室阶段. 这两种钢都是靠加入锰
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