雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼雙相不銹鋼（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%的不銹鋼。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銹鋼的特點，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顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高，具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。
雙相不銹鋼一般可分為低合金型、中合金型、高合金型和超級雙相不銹鋼型四類。
??? 雙相不銹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




?雙相不銹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銹鋼的特點，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顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高，具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。
??? ?常用雙相不銹鋼的性能：
? 1．雙相不銹鋼化學成分（%）




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．雙相不銹鋼機械性能：




?


熱處理制度℃


Ab（MPa）≥


As（MPa）≥


∮≥


布氏


洛氏




S32750（SAF2507）
00Cr22Ni5Mo3N


1025-1125
水


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．雙相不銹鋼的連續(xù)使用溫度范圍為-50℃-60℃。熱加工溫度應不低于950℃。
??? 雙相不銹鋼簡介
??? 雙相不銹鋼是指它的微觀組織是由鐵素體相和奧氏體相二組成的材料，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，通過正確控制化學成分和熱處理工藝，將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性與鐵素體不銹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，使雙相不銹鋼成為一類集優(yōu)良的耐腐蝕、高強度和易于加工制造等諸多優(yōu)異性能于一身的鋼種。它們的物理性能介于奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼之間，但更接近于鐵素體不銹鋼和碳鋼。雙相不銹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于316不銹鋼，或者高于海水用不銹鋼如6%MO奧氏體不銹鋼。所有的雙相不銹鋼耐氯化物應力腐蝕斷裂的能力均明顯強于300系列奧氏體不銹鋼，而且其強度也大大高于奧氏體不銹鋼，同時表現出良好的塑性和韌性。
??? 雙豐不銹鋼各種產品形式： 板材和帶材?? 管---焊管和無縫管?? 鍛材 管件和法蘭??? 棒和絲
??? 雙相不銹鋼一般可分為四類： 第一類低合金型，代表牌號UNSS32304，鋼中不含鉬，PREN：24-25，耐應力腐蝕方面可代替AISI304或是316使用。第二類中合金型，代表牌號UNSS31803，PREN：32-33耐蝕性能介于AISI316L和6%MO N奧氏體不銹鋼之間。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耐蝕性能高于22%Cr雙相不銹鋼。第四類超級雙相不銹鋼型，含高鉬和氮，標準牌號有UNSS32750，有的也含鎢和銅，PREN>40可使用于苛刻的介質條件，具有良好的耐蝕與力學綜合性能，可與超級奧氏體不銹鋼相媲美。（注：PREN：孔蝕抗力當量值）
??? 化學成分 雙相鋼的最主要合金元素是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(wěn)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(huán)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于產品形式及最終熱處理，下表列出了規(guī)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度溫度范圍同，雙相不銹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(fā)生變化并導致韌性下降，然而，韌性的降低并不一定對處于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。在工業(yè)界按照孔蝕抗力當量值PREN來表示抗點蝕等級是眾所周知的。
雙相不銹鋼物理性能：雙相鋼熱傳導率列于下表中，并與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




?? 雙相不銹鋼的熱膨脹與碳鋼接近，這使雙相鋼與奧氏體不銹鋼相比，具有明顯的優(yōu)勢。 金相組織我公司使用于西氣東輸的UNSS31803雙相不銹鋼的微觀組織圖如下，其鐵素體含量54%
?? 雙相不銹鋼優(yōu)勢
?? 1、與奧氏體不銹鋼相比
?? 1）服強度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不銹鋼制造儲罐或壓力容器的厚度要比常用奧氏體不銹鋼減少30-50%，有利于降低成本。
??? 2）具有優(yōu)異的耐應力腐蝕破裂的能力，尤其在含氯離子的環(huán)境中，即使是含合金量最低的雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹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銹鋼難以解決的突出問題。
??? 3）在許多介質中應用最普通的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普通的316L奧氏體不銹鋼，而超級雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性，在一些介質中，如醋酸、等甚至可以取代高合金奧氏體不銹鋼，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(fā)的奧氏本不銹鋼相比，它的耐磨損腐蝕和腐蝕疲勞性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。?
??? 5）比奧氏體不銹鋼線膨脹系數低，與碳鋼接近，適合與碳鋼連接，具有重要的工程意義，如生產復合板或襯里等。?
??? 2、與鐵素不銹鋼相比，雙相不銹鋼的優(yōu)勢如下：?
??? 1）綜事力學性能比鐵素體不銹鋼高，尤其是塑韌性。不像鐵素本不銹鋼那樣對脆性敏感。?
??? 2）除耐應力腐蝕性能外，其他耐局部腐蝕性能都優(yōu)于鐵素體不銹鋼。?
??? 3）冷加工工藝性能和冷成型性能遠優(yōu)于鐵素體不銹鋼。?
??? 4）焊接性能遠優(yōu)于鐵素體不銹鋼，一般焊前不需預熱焊后不需熱處理。?
??? 5）應用范圍較鐵素體不銹鋼寬。?
??? 應用情況?
??? 由于雙相鋼強度高，它往往可以節(jié)約材料，如減少管子的壁厚。以一為SAF2205、SAF2507的用途。 SAF2205適用于含氯環(huán)境中，該材料適用于混有氯化物的煉油或其它工藝介質中。SAF2205尤其適用于使用含氯水溶液或微咸水作為冷卻介質的熱交換器。該材料同樣也適用于稀釋的硫酸溶液和純有機酸及其混合液。 如：石油和天然氣工業(yè)中的油管：煉油廠中的原油脫鹽，含硫氣體凈化，廢水處理設備；使用微咸水或含氯溶液的冷卻系統(tǒng)。?
SAF2205雙相不銹鋼的應用?




序號


設備名稱


介質條件


原用材料及及問題


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


碳鋼襯里使用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鐵素本不銹鋼易損壞


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鋼后情況良好




6


近海氣田用空氣冷卻器


管程：CO2：25%，含CI的濕天然氣，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，入口溫度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年后失效


自1983年開始使用




?SAF2507是專為苛刻的含氯環(huán)境而開發(fā)的，在加工工業(yè)中也有許多重要應用。

（墨鉅特殊鋼）整理
墨鉅特殊鋼主營產品:254SMo
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