双相不锈钢基本特性.docx
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双相不锈钢基本特性
第一类属低合金型,代表牌号UNSS32304(23Cr-4Ni-0、1N),钢中不含钼,PREN值为24-25,在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用。
第二类属中合金型,代表牌号就就是UNS S31803(22Cr-5Ni-3Mo-0、15N),PREN值为32-33,其耐蚀性能介于AISI316L与6%Mo+N奥氏体不锈钢之间。
第三类属高合金型,一般含25%Cr,还含有钼与氮,有得还含有铜与钨,标准牌号UNSS32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0、2N),PREN值为38-39,这类钢得耐蚀性能高于22%Cr得双相不锈钢。
第四类属超级双相不锈钢型,含高钼与氮,标准牌号UNS S32750(25Cr-7Ni-3、7Mo-0、3N),有得也含钨与铜,PREN值大于40,可适用于苛刻得介质条件,具有良好得耐蚀与力学综合性 能,可与超级奥氏体不锈钢相媲美。
国内外主要双相不锈钢牌号得近似对照见表2。
ﻫ 表1 双相不锈钢(DSS)代表牌号得主要化学成分与孔蚀抗力当量值ﻫ RepresentativeDuplexStainlessSteelTypes,MainﻫChemical Analysis andPitting ResistanceEquivalentNumber
类别
标准
商业牌号
ChemicalAnalysis化学成分1%
孔蚀当量
Type
Sandard
Trademark
C
Cr
Ni
Mo
N
Cu
W
PREN
PREW
低合金型
UNSS32304
SAF2304
0、03
23
4
0、1
0、1
0、2
24
Lowalloy
W、Nr1、4362
UR35N
SS 2327
中合金型
UNSS31803
SAF2205
0、03
22
5
2、8
0、15
32/33
Middlealloy
W、Nr1、4462
UR45N
SS2377
UR45N+
0、03
22、8
6
3、3
0、18
35/36
UNSS31500
3RE60
0、03
18、5
5
2、7
0、1
29
WNr1、4417
A903
UNSS 32900
10RE51
0、08
25
4、5
1、5
30
W、Nr1、4460
SS2324
AISI329
UR50
0、06
21
7、5
2、5
1、5
29
UNS S32950
Carp7Mo+
0、03
27
4、8
1、75
0、25
35
高合金型
UNS S32550
Ferralium
0、05
25
6
3
0、18
1、8
37
38
Highalloy
225
38
UNSS31250
DP3
0、03
25
7
3
0、16
0、5
37
UR47N
0、03
25
6、5
3
0、22
38/39
W、Nr14507
UR52N
0、03
25
6、5
3
0、17
1、5
38
VS25
0、03
25
6、5
3
0、18
38
超级DDS
UNSS32760
Zeron100
0、03
25
7
3、5
0、24
0、7
0、7
40
41、5
super
duplex
stainless
W、Nr1、4501
steel
UNSS32750
SAF2507
0、03
25
7
3、8
0、28
41
W、Nr1、4410
UR47N+
SS 2328
UNS、S32550
UR52N+
0、03
25
7
3、5
0、25
1、5
41
W、Nr1、4507
UNS、S32740
DP3W
0、03
7
3
0、27
2
39
42、5
表2 各国主要双相不锈钢牌号得近似对照ﻫparisonofMainDuplexStainlessSteelsOfDifferentCountriesﻫ
序
美国
中国
法国
德国
日本
瑞典
英国
USA
China
France
Germany
Japan
Sweden
UK
1
S31803
00Cr22Ni5Mo3N
UR45N,UR45N+
W-Nr、1、4462
DP8
SAF2205(SS2377)
2
S31500
00Cr18Ni5Mo3Si2
W-Nr、1、4417
DP1
3RE60(SS、2376)
3
S32550
00Cr25Ni6Mo3CuN
UR 52N+
W-Nr、1、4507
Ferralium255
4
S31200
00Cr25Ni6Mo2N
00Cr22Ni5Mo3N
UR47N
5
S31260
00Cr22Ni5Mo3WcuN
W-Nr、1、4501
DP3(SUS329J2L)
Zeron100
6
S32304
UR 35N
W-Nr、1、4362
DP11
SAF 2304(SS、2327)
7
S32750
UR47N+
W-Nr、1、4410
SAF2507
8
S32900
00Cr26Ni5Mo2
W-Nr、1、4460
DP6(SUS329J1)
10RE51(SS 2324)
9
S32950
工业事业部五分厂
2008年8月5日
常用双相不锈钢牌号与各国牌号得近似值对照
型号\国家
中国
美国
瑞典
德国
法国
日本
低合金型
00Cr23Ni4N
UN23
(SAF2304)
SS232
(SAF2304)
W、Nr、1、4362
UR35N
DP11
中合金型
00Cr18Ni5Mo3Si2
00Cr22Ni5Mo3N
UNSS31500
UNSS31803
SS2376(3RE60)
SS2377(SAF2205)
W、Nr、1、4417
W、Nr、1、4462
UR45N
DP1
DP8
高合金型
0Cr25Ni5Mo2
00Cr25Ni7Mo3WCuN
UNSS32900
UNSS31260
SS2324(10RE51)
W、Nr、1、4460
W、Nr、1、4501
329J1
329J2L
超级双相钢
00Cr25Ni7Mo4N
00Cr25Ni6Mo3CuN
UNS S32750
UNS S32550
SS2328(SAF2507)
W、Nr、1、4410
W、Nr、1、4507
UR47N+
UR52N+
常用双相不锈钢得性能:
1、化学成分(%)
钢号
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、机械性能:
热处理制度℃
Ab(MPa)≥
As(MPa)≥
∮≥
布氏
洛氏
S32750(SAF2507)
00Cr22Ni5Mo3N
1025-1125
水
8
2
S31803(SAF2205)
00Cr22Ni5Mo3N
450
25
290
30、5
S31500(3RE60)
00Cr18Ni5Mo3Si
440
30
290
30、5
3、双相不锈钢得连续使用温度范围为-50℃-60℃。
热加工温度应不低于950℃。
双相不锈钢简介
双相不锈钢就就是指它得微观组织就就是由铁素体相与奥氏体相二组成得材料,二相各约占50%。
在实际使用中其中一相约在40-60%之间较为合适。
根据两相组织得特点,通过正确控制化学成分与热处理工艺,将奥氏体不锈钢所具有得优良韧性与焊接性与铁素体不锈钢所具有得较高强于铁素体不锈钢与碳钢。
双相不锈钢得耐耐氯化物孔蚀与缝隙腐蚀能力与铬、钼与氮含量有关,其耐钇蚀与缝隙腐蚀能力可以类假于316不锈钢,或者高于海水用不锈钢如6%MO奥氏体不锈钢。
所有 氏体不锈钢,同时表现出良好得塑性与韧性。
双丰不锈钢各种产品形式:
板材与带材 与无缝管 锻材 管件与法兰 棒与丝
双相不锈钢一般可分为四类:
第一类低合金型,代表牌号UNSS32304,钢中不含钼,PREN:
24-25,耐应力腐蚀方面可代替AISI304或就就是316使用。
第二类中合金型,代表牌号UNSS31803,PREN:
32-33耐蚀性能介于AISI316L与6%MO+N奥氏体不锈钢之间。
第三类高合金型,一般含25%CR,可使用于苛刻得介质条件,具有良好得耐蚀与力学综合性能,可与超级奥氏体不锈钢相媲美。
(注:
PREN:
孔蚀抗力当量值)
化学成分双相钢得最主要合金元素就就是Cr、Ni、Mo与N。
其中Cr、Mo为增加铁素体含量,而Ni、N为奥氏体稳定元素。
有些钢种还有Mn、Cu、W等元素。
Cr、Ni、Mo能改进抗腐蚀性。
在含氯化物得环境中其抗点蚀及裂缝腐蚀得性能特别好。
1、化学成分(%)
表1
牌号
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、 机械性能 双相钢机械性能取决于产品形式及最终热处理,下表列出了规定得极限
表2
项目牌号
试验温度
RP0、2N/MM2
RM0、2N/MM2
A5%
SAF2205
室温
450
620
25
100
360
150
335
200
310
250
295
300
285
SA2507室温
550
800
1000
46
100
450
200
400
在-50度-280度温度范围同,双相不锈钢具有很好得机械性能,当双相钢长期承受300度以上高温时,其微机组织会发生变化并导含量得奥氏体钢种相比,双相钢与超级双相钢基体材料具有类心抗点蚀与裂纹腐蚀性能,但一般具有极好得抗应力腐蚀有机酸腐蚀得能力。
在工业界按照孔蚀抗力当量值PREN来表示抗点蚀等级就就是众所周知得。
物理性能:
双相钢热传导率列于下表中,并与316L相比较。
热传导率W/M摄氏率
表3
温度
牌号
SAF2205
SAF2507
AISI316L
20
19
16
15
100
19
17
16
200
21
19
17、5
300
23
20
19
双相不锈钢得热膨胀与碳钢接近,这使双相钢与奥氏体不锈钢相比,具有明显得优势。
金相组织我公司使用于西气东输得UNSS31803双相不锈钢得微观组织图如下,其铁素体含量54%
双相不锈钢优势
1、与奥氏体不锈钢相比
1)服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多,且具有成型需要得足够得塑韧性。
采用双相不锈钢制造储罐或压力容器得厚度要比常用奥氏体不锈钢减少30-50%,有利于降低成本。
2)具有优异得耐应力腐蚀破裂得能力,尤其在含氯离子得环境中,即使就就是含合金量最低得双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高得耐应力腐蚀断裂得能力,应力腐蚀就就是普通奥氏体不锈钢难以解决得突出问题。
3)在许多介质中应用最普通得2205双相不锈钢得耐腐蚀性优于普通得316L奥氏体不锈钢,而超级双相不锈钢具有极高得耐腐蚀性,在一些介质中,如醋酸、甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢,乃至耐蚀合金。
4)具有良好得耐局部腐蚀性能,与合金含量相发得奥氏本不锈钢相比,它得耐磨损腐蚀与腐蚀疲劳性能都优于奥氏体不锈钢。
5)比奥氏体不锈钢线膨胀系数低,与碳钢接近,适合与碳钢连接,具有重要得工程意义,如生产复合板或衬里等。
双相不锈钢就就是指不锈钢中同时具有奥氏体与铁素体两种金相组织结构得不锈钢。
ﻫ不锈钢一般就就是不锈钢与耐酸钢得总称。
不锈钢就就是指耐大气、蒸汽与水等弱介质腐蚀得钢,而耐酸钢则就就是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀得钢。
不锈钢 自本世纪初问世,到现在已有90多年得历史。
不锈钢得发明就就是世界冶金史上得重大成就,不锈钢得发展为现代工业得发展与科技进步奠定了重要得物质技术基础。
不锈钢钢种很多,性能各异,它在发展过程中逐步形成了几大类。
按组织结构分,分为马氏不锈钢(包括沉淀硬化不锈钢)、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢与奥氏体加铁素体双相不锈钢等四大类;按钢中得主要化学成分或钢中得一些特征元素来分类,分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等;按钢得性能特点与用途分类,分为耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强不锈钢等;按钢得功能特点分类,分为低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢、超塑性不锈钢等。
目前常用得分类方法就就是按钢得组织结构特点与钢得化学成分特点以及两者相结合得方法分类。
一般分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢与沉淀硬化型不锈钢等,或分为铬不锈钢与镍不锈钢两大类。
ﻫﻫ奥氏体+铁素体双相不锈钢就就是指不锈钢中既有奥氏体又有铁素体组织结构得钢种,而且此二相组织要独立存在,含量都较大,一般认为最少相得含量应大于15%。
而实际工程中应用得奥氏体+铁素双相不锈钢(习惯称α+γ双相不锈钢或双相不锈钢)多以奥氏体为基并含有不小于30%得铁素体,最常见得就就是两相各约占50%得双相不锈钢。
双相不锈钢英文简写就就是DSS(DuplexStainlessSteel)。
ﻫ由于具有α+γ双相组织结构,双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢得特点。
与铁素体不锈钢相比,α+γ双相不锈钢得韧性高,脆性转变温度低。
耐晶间腐蚀性能与焊接性能均显著提高;同时又保留了铁素体不锈钢得一些特点,如4750C脆性、导热系数高、线膨胀系数小、具有超塑性、有磁性等。
与奥氏体不锈钢相比,α+γ双相不锈钢得强度高,特别就就是屈服强度显著提高,且耐晶间腐蚀、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能有明显得改善。
双相不锈钢这类不锈钢得典型钢种为2205,即22%铬与5%镍。
这类钢种得特性就就是:
强度佳[远优于304]耐蚀性亦佳,因此常用于石化业管线、压力容器及心轴等。
SAF就就是瑞典双相不锈钢标准代号,SAF就就是指山特维克公司得专利牌号。
同就就是2205:
如美国冶联AL2205,
61S、S、新加坡
62SFS芬兰标准
63S、I以色列标准
64SIS瑞典标准 ﻫ65SLS斯里兰卡标准
66SNIMA 摩洛哥标准ﻫ67SNV瑞士标准协会标准
双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)得化学成份%
牌号
C
≤
Mn
≤
P
≤
S
≤
Si
≤
Ni
Cr
Mo
N
2205
0、030
2、0
0、03
0、02
1、0
4、5-6、5
21-23
2、5-3、5
0、08-0、2
双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)得机械性能
牌号
温度/状态
屈服强度σb
≥(ksi)
抗拉强度σ0、2
≥(ksi)
伸长率δ
标距2in或50mm(或4D),≥,%
2205得板
70ºC/退火
75
105
35
2205得板
200ºC/退火
50
90
2205得板
400ºC/退火
45
80
2205得板
600ºC/退火
40
79
双相不锈钢2205得用途:
用于炼油,化肥,造纸,石油,化工等耐海水耐高温浓硝酸等 得热交换器与冷淋器及器件。
双相不锈钢得主要代表牌号
DSS一般可分为四类:
ﻫ 低合金型--代表牌号就就是UNSS32304(23Cr-4Ni-0、1N)
PREN值24~25
中合金型--代表牌号就就是UNSS31803(22Cr-5Ni-3Mo-0、15N),ﻫ PREN 值32~ 33
高合金型--标准牌号有UNSS32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0、2N),
PREN值38~39
超级双相不锈钢型--标准牌号有UNSS32750(25Cr-7Ni-3、7Mo-0、3N),ﻫ PREN值>40 ﻫ (※PREN耐孔蚀指数 PREN=Cr%+3、3×Mo%+16×N%)
低合金型UNSS32304不含钼,在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用、
中合金型UNSS31803得耐蚀性能介于AISI316L与6%Mo+N奥氏体不锈钢之间、
高合金型,一般含25%Cr,还含有钼与氮,有得还含有铜与钨,这类钢得耐蚀性能高于22%Cr得ﻫ双相不锈钢、
超级双相不锈钢型,含高钼与氮,有得也含钨与铜 ,可适用于苛刻得介质条件,具有良好得
耐腐蚀与力学综合性能,可与超级奥氏体不锈钢相比美、
代表牌号得主要化学成分ﻫ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
双相不锈钢化学成分,%
类型
UNS牌号
C
Cr
Ni
Mo
Cu
N
低合金型
S32304
≤0、03
23
4
0、05/0、20
中合金型
S31803
≤0、03
22
5
3
0、08/0、20
中合金型
S32205
≤0、03
22
5
3
0、14/0、20
高合金型
S32550
0、04
25
6
3
2
0、10/0、25
超级DSS
S32750
≤0、03
25
7
4
0、24/0、32
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
从表中可以瞧出:
S32205就就是由S31803派生出得钢种,在ASTMA240/240M-99a标准中就就是在
1999年才纳标得,它得Cr、Mo与N元素得区间都比较窄,容易达到相得平衡(即两相约各占一半)
改善了钢得强度,耐腐蚀性与焊接性能,多用于性能要求较高与需要焊接得材料,如油气管线ﻫ等、ﻫ4、双相不锈钢得发展动向
值得关注得就就是低合金含锰双相不锈钢得开发、近十年来有关国家如美国,南非等研究以锰
代镍双相不锈钢得开发,但除铸件外,所开发得新钢种多具有介稳得奥氏体,藉冷变形后马氏体
得转变提高强度,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得环境,这样
使用很局限、近年瑞典开发得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
很广得304,甚至可能代替价格与304相当,目前使用并不广得2304双相不锈钢,具有实际推广得ﻫ价值,值得注意、ﻫ 瑞典AvestaPolarit AB开发得LDX 2101 双相不锈钢(21、5%Cr, 5%Mn,1、5%Ni, 0、22%N)ﻫ,由于提高了钢中得氮,获得了稳定得奥氏体,相得平衡与组织稳定性都较好,对金属间相得析ﻫ出不敏感,在析出最敏感得温度650℃,保温10h后得冲击值才降至50J,其组织稳定性较2205钢
好。
该钢得强度高,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、ﻫ LDX2101钢已进行工业试制,在AOD/CLU炉精炼后进行连铸,生产长材铸胚与板胚,只就就是目前
尚未大量推广应用,鉴于它具有较好得综合性能,潜在得用途范围很宽,尤其用作结构件很有ﻫ前途,例如可代替 2205双相不锈钢用作桥梁结构,还可用制混凝土中得钢筋,解决在有氯离ﻫ子污染环境中材料得腐蚀问题,此外,还可取代304与
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