雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)指(zhi)在它(ta)固(gu)溶組(zu)織中的鐵(tie)素體相和(he)(he)(he)奧(ao)氏(shi)體相約各占(zhan)一半,一般最(zui)少相含量也需要(yao)達到30%。因此它(ta)兼有鐵(tie)素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)(he)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的性能(neng)特點。雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)已廣泛地(di)應用(yong)于(yu)各工(gong)業(ye)(ye)領域,諸(zhu)如紙(zhi)漿和(he)(he)(he)造紙(zhi)、陸上(shang)和(he)(he)(he)海上(shang)的油(you)氣(qi)工(gong)業(ye)(ye)、化(hua)學加(jia)工(gong)工(gong)業(ye)(ye)、運輸業(ye)(ye)(化(hua)學品船和(he)(he)(he)槽罐(guan)車)、制(zhi)藥和(he)(he)(he)食品工(gong)業(ye)(ye)以及建(jian)筑業(ye)(ye)等。多用(yong)制(zhi)反應容(rong)器,各工(gong)業(ye)(ye)設(she)備(bei)和(he)(he)(he)輸送管(guan)道等。在大多數應用(yong)中,雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)被認為是(shi)具有成本效(xiao)益的材料,填補了普通奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)(he)高合(he)金(jin)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)之間的空白。
(022Cr25Ni7Mo4N)S25073 / S32750 / 2507 雙(shuang)相鋼是瑞典近年開發的超級雙相不銹鋼,商業牌號為SAF 2507,主要用于苛刻介質,尤其是含氯的環境,如海水等。鋼中的高鉻、高鉬和高氮的平衡成分設計,使鋼具有很高的耐應力腐蝕,耐點蝕和耐縫隙腐蝕的性能,而且在有機酸和一定范圍的無機酸中也有很低的腐蝕率。一些國家已納入標準,如美國的UNS S32750 ,德國的DIN X2Cr-NiMoN 25 7 4 ,瑞典的SS 2328 等。美國機械工程學會也認可2507雙相鋼適用于ASME 標準的鍋爐和壓力容器以及化工廠和煉油廠的管道標準。
一、化學成(cheng)分和顯(xian)微組織
(022Cr25Ni7Mo4N)SAF 2507雙相(xiang)不銹鋼的化學成(cheng)分 % | ||||||||||
牌 號 | 碳 | 硅 | 錳 | 硫 | 磷 | 鉻 | 鎳 | 鉬 | 氮 | 銅 |
UNS S32750 | ≤0.030 | ≤0.80 | ≤1.20 | ≤0.020 | ≤0.035 | 24.0~26.0 | 6.0~8.0 | 3.0~5.0 | 0.24~0.32 | ≤0.50 |
022Cr25Ni7Mo4N S25073 | ≤0.030 | ≤0.80 | ≤1.20 | ≤0.020 | ≤0.035 | 24.0~26.0 | 6.0~8.0 | 3.0~5.0 | 0.24~0.32 | ≤0.50 |
此鋼經固(gu)溶(rong)處理(li)后(hou),兩(liang)相(xiang)α/γ比約(yue)50/50。高溫下兩(liang)相(xiang)組織比常規(gui)雙相(xiang)不銹鋼要穩定,無疑對焊接HAZ有著重要的(de)意(yi)義。
二、力學(xue)性能
SAF 2507雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼的室(shi)溫力學性能 | ||||||
鋼種 | 鋼材品種 | σb/MPa | σ0.2/MPa | δs/% | HV | Ak/J |
SAF 2507 | 壁厚<20mm管 | 800~1000 | ≥550 | ≥25 | 290 | ﹣ |
熱軋鋼板 | 730 | 530 | 20 | ﹣ | 60 |
三、焊(han)接性能
SAF 2507 雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)可用(yong)GTAW,GMAW,SMAW和SAW等焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法進(jin)行(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie),所使(shi)用(yong)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)見表(biao)1。25.10.4L用(yong)于GTAW法焊(han)(han)接(jie)(jie),25.10.4LR和25.10.4.LB用(yong)于手工焊(han)(han)接(jie)(jie),當焊(han)(han)件有較(jiao)高韌性要求時,多采(cai)用(yong)25.10.4.LB堿性焊(han)(han)條。異種(zhong)鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)時可采(cai)用(yong)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)表(biao)2.
SAF 2507雙相鋼(gang)使用焊(han)接材(cai)料 % | |||||||||
Sandvik 牌號 | 碳 max | 硅 | 錳 max | 磷 max | 硫 | 鉻 | 鎳 | 鉬 | 氮 |
25.10.4.L(焊絲) | 0.02 | 0.3 | 0.4 | 0.02 | 0.02 | 25 | 10 | 4 | 0.25 |
25.10.4.LR(鈦型焊條) | 0.03 | 0.5 | 0.7 | 0.03 | 0.025 | 25 | 10 | 4 | 0.25 |
25.10.4.LB(堿性型焊條) | 0.04 | 0.4 | 0.9 | 0.03 | 0.025 | 25.5 | 9.5 | 4 | 0.25 |
SAF 2507雙相鋼(gang)與(yu)異種鋼(gang)焊接(jie)時使用的焊接(jie)材料 | |||
SAF | 鋼 種 | AISI 300系鋼 | 904L、Sanicro 28、254SMO等 |
2507 | 25.10.4.L | 25.10.4.L | Sanicro 60 ① |
25.10.4.LR | 25.10.4.LR | Sanicro 60 ② | |
注:① Sanicro 60 (焊絲)為 Cr22Mo9Nb3.5Ni 合金 ; | |||
② Sanicro 60 (焊絲)為 Cr21Mo9Nb3.5Ni 合金 |
建議使用(yong)的線能量(liang):0.2~1.5kJ/mm,為避免快速冷卻,厚板焊(han)接(jie)一般采用(yong)上限(xian)(xian)值(zhi),薄(bo)板焊(han)接(jie)多采用(yong)下限(xian)(xian)值(zhi),控制(zhi)層(ceng)間溫度不得超過150℃。GTAW法焊(han)接(jie)時,采用(yong)純氬或Ar+2%N2保護。
四、冷熱加(jia)工性(xing)能
熱成(cheng)型(xing)溫(wen)度(du)范圍有限,溫(wen)度(du)太低時,塑性較(jiao)差的(de)鐵素體在(zai)變形(xing)區(qu)會(hui)嚴重(zhong)開裂,溫(wen)度(du)過(guo)高時,鐵素體過(guo)軟也可能發(fa)(fa)生熱撕(si)裂,因此(ci)溫(wen)度(du)在(zai)控制中十分關鍵,SAF 2507 的(de)熱成(cheng)型(xing)(加工(gong)(gong))溫(wen)度(du)范圍為1200~1025℃。熱加工(gong)(gong)后(hou)的(de)工(gong)(gong)件(jian)需進行(xing)固溶水淬。雙相不銹鋼在(zai)固溶溫(wen)度(du)下非常(chang)軟,若工(gong)(gong)件(jian)沒有足夠(gou)的(de)支撐,會(hui)發(fa)(fa)生扭曲和變形(xing),這對大口徑薄壁管材十分重(zhong)要(yao),扭曲的(de)產品(pin)再成(cheng)型(xing)或矯直(zhi)比奧氏體困難。
SAF 2507 雙相(xiang)不銹鋼(gang)在冷成型后(hou),例如冷彎(wan),一(yi)般變形量不超過(guo)10%~15%,不需要進行(xing)隨后(hou)熱(re)處(chu)(chu)理,但(dan)是在苛刻介質(zhi)條件下或是冷變形量較(jiao)大量,還是要進行(xing)1050~1120℃加熱(re),隨后(hou)空冷和水(shui)冷處(chu)(chu)理。
五、材料用途
SAF 2507 雙相不(bu)銹鋼主要用于(yu)含(han)氯化(hua)物的苛刻(ke)介質,如化(hua)工(gong)、石化(hua)和制造等工(gong)業。例如含(han)胺(an)20%NaOH溶液(ye),高濃度甲酸及無水醋酸等,普遍(bian)用于(yu)練油、石化(hua)廠熱交換器、海水冷凝器等。