2205合金超級雙相不銹鋼
2205合金超級雙相不銹鋼
2205的屈服強(qiáng)度是奧氏體不銹鋼的兩倍，這一特性使設(shè)計者在設(shè)計產(chǎn)品時減輕重量，讓這種合金比316，317L更具有價格優(yōu)勢。
2205 合金( UNS S32305/S31803 )是由22%鉻，3%鉬及5-6%鎳氮合金構(gòu)成的雙相不銹鋼。它具有高強(qiáng)度、良好的沖擊韌性以及良好的整體和局部的抗強(qiáng)腐蝕能力。
與316L 和317L 奧氏體不銹鋼相比，2205 合金在抗點腐蝕及隙腐蝕方面的性能更優(yōu)越，它具有很高的抗腐蝕能力，與奧氏體相比，它的熱膨脹系數(shù)更低，導(dǎo)熱性更高。
與奧氏體不銹鋼相比，它的耐壓強(qiáng)度是其兩倍，與316L 和317L 相比，設(shè)計者可以減輕其重量，其成本也更低。
一般屬性
2205雙相不銹鋼是由22%鉻,3%鉬及5-6%鎳氮構(gòu)成的雙相不銹鋼。它具有高強(qiáng)度、良好的沖擊韌性以及良好的整體和局部的抗應(yīng)力腐蝕能力。
與316L和317L奧氏體不銹鋼相比,2205合金在抗點腐蝕及隙腐蝕方面的性能更優(yōu)越,它具有很高的抗腐蝕能力,與奧氏體相比,它的熱膨脹系數(shù)更低,導(dǎo)熱性更高。
2205的屈服強(qiáng)度是奧氏體不銹鋼的兩倍，這一特性使設(shè)計者在設(shè)計產(chǎn)品時減輕重量，讓這種合金比316，317L更具有價格優(yōu)勢。
這種合金特別適用于-50°F/+600°F 溫度范圍內(nèi)。超出這一溫度范圍的應(yīng)用，也可考慮這種合金，但是有一些限制，尤其是應(yīng)用于焊接結(jié)構(gòu)的時候。
應(yīng)用領(lǐng)域
· 壓力器皿、高壓儲藏罐、高壓管道、熱交換器(化學(xué)加工工業(yè))。
· 石油天然氣管道、熱交換器管件。
· 污水處理系統(tǒng)。
· 紙漿和造紙工業(yè)分類器、漂白設(shè)備、貯存處理系統(tǒng)。
· 高強(qiáng)度耐腐蝕環(huán)境下的回轉(zhuǎn)軸、壓榨輥、葉片、葉輪等。
· 輪船或卡車的貨物箱
· 食品加工設(shè)備
標(biāo)準(zhǔn)
ASTM/ASME...........A240 UNS S32205/S31803
EURONORM...........1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3
AFNOR...................Z3 CrNi 22.05 AZ
DIN.........................W. Nr 1.4462
抗腐蝕能力
均勻腐蝕
由于鉻含量（22%），鉬（3%）及氮含量（0.18%）,2205的抗腐蝕特性在大多數(shù)環(huán)境下優(yōu)于316L和317L。
局部抗腐蝕
2205中鉻、鉬及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中, 對點腐蝕及隙腐蝕具有很強(qiáng)的抵抗能力。
在含2000ppm 氯化物的硫酸溶液中的腐蝕曲線4 mpy (0.1 mm/yr)
抗應(yīng)力腐蝕
不銹鋼的雙相微觀結(jié)構(gòu)有助于提高不銹鋼的抗應(yīng)力腐蝕龜裂能力。
在一定的溫度、應(yīng)張力、氧氣及氯化物存在的情況下,奧氏體不銹鋼會發(fā)生氯化物應(yīng)力腐蝕。由于這些條件不易控制，因此304L、316L和317L的使用在這方面受到限制。
抗腐蝕疲勞
2205 合金的高強(qiáng)度及抗腐蝕能力使其具有很高的抗腐蝕疲勞強(qiáng)度。加工設(shè)備易受腐蝕環(huán)境和加載循環(huán)的影響，2205的特性非常適合這樣的應(yīng)用。
采用AvestaPolarit 蝕損電池測得1M NaCl 中蝕損臨界溫度。
在10% FeCl3·6H2O中的隙腐蝕臨界溫度
濕處理磷酸中的均勻腐蝕
|
|
腐蝕率, ipy |
|
|
等級 |
溶液A, 1401/4F |
溶液B, 1201/4F |
|
2205 |
3.1 |
3.9 |
|
316L |
>200 |
>200 |
|
904L |
47 |
6.3 |
|
成份, wt % |
||||
|
P2O5 |
HCl |
HF |
H2SO4 |
Fe2O3 |
|
Sol A 54.0 |
0.06 |
1.1 |
4.1 |
0.27 |
|
Sol B 27.5 |
0.34 |
1.3 |
1.72 |
0.4 |
|
成份, wt % |
||||
|
P2O5 |
Al2O |
SiO2 |
CaO |
MgO |
|
Sol A 54.0 |
0.17 |
0.10 |
0.20 |
0.70 |
|
Sol B 27.5 |
0.01 |
0.3 |
0.02 |
-- |
應(yīng)力腐蝕龜裂
|
等級 |
沸騰的 42% MgCI2 |
Wick Test |
沸騰的25% NaCI |
|
2205 |
F |
P |
P |
|
254 SMO® |
F |
P |
P |
|
Type 316L |
F |
F |
F |
|
Type 317L |
F |
F |
F |
|
Alloy 904L |
F |
F or P |
F or P |
|
Alloy 20 |
F |
P |
P |
(p=通過F=未通過)
|
C |
Cr |
Ni |
Mo |
N |
Others |
|
0.020 |
22.1 |
5.6 |
3.1 |
0.18 |
S=0.001 |
|
PREN = [Cr%] = 3.3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 34 |
|||||
機(jī)械特性
室溫下機(jī)械特性
|
|
ASTM A 240 |
平均值 |
|
屈服強(qiáng)度(0.2%), ksi |
65 *小值 |
74 |
|
抗拉強(qiáng)度, ksi |
90 *小值 |
105 |
|
延展率, % |
25 *小值 |
30 |
|
硬度HB |
293*大值 |
256 |
高溫下抗拉性能
|
溫度?F |
122 |
212 |
392 |
572 |
|
屈服強(qiáng)度(0.2%), ksi |
60 |
52 |
45 |
41 |
|
抗拉強(qiáng)度, ksi |
96 |
90 |
83 |
81 |
物理特性
|
溫度°F |
|
68 |
212 |
392 |
572 |
|
密度 |
lb/in3 |
0.278 |
-- |
-- |
-- |
|
彈性模量 |
psi x 106 |
27.6 |
26.1 |
25.4 |
24.9 |
|
線膨脹(681?4F-T) |
10-6/°F |
-- |
7.5 |
7.8 |
8.1 |
|
導(dǎo)熱系數(shù) |
Btu/h ft. °F |
8.7 |
9.2 |
9.8 |
10.4 |
|
熱容量 |
Btu/lb/°F |
0.112 |
0.119 |
0.127 |
0.134 |
|
電阻率 |
in x 10-6 |
33.5 |
35.4 |
37.4 |
39.4 |
結(jié)構(gòu)
2205 的化學(xué)成分在經(jīng)過1900°/1922°F (1040°/1080°C)固熔退火處理后,可獲得理想的微觀結(jié)構(gòu)50 α / 50 γ 。
如果熱處理的溫度高于2000°F ,可能會導(dǎo)致鐵素體成分的增加。
像其他的雙相不銹鋼一樣,2205 合金易受金屬間相析出的影響。金屬間相在1300°F和1800°F
之間析出,在1600°F溫度下,其析出速度*快。因此,我們需對2205 進(jìn)行試驗，確保無金屬間相，,試驗參考ASTM A 923。
加工
熱成形
我們建議成形應(yīng)盡量在600°F 溫度以下進(jìn)行。在進(jìn)行熱成形處理時,整個工件應(yīng)整體受熱,應(yīng)在1750°F 到2250°F 的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,2205 合金在此溫度下非常柔軟。如果溫度過高,2205合金易于熱撕裂。如果低于此溫度,奧氏體就會發(fā)生斷裂。低于1700°F時,由于溫度和形變的影響,金屬間相會很快形成。熱成形進(jìn)行完后,應(yīng)立即對其在*低為1900°F 的溫度下進(jìn)行固熔退火,并進(jìn)行淬火來還原其相位平衡、韌性及抗腐蝕能力。我們不建議進(jìn)行應(yīng)力消除,但如果必須這樣做,材料應(yīng)在*低為1900°F 的溫度下進(jìn)行固熔退火,然后迅速冷卻,進(jìn)行水淬火。
冷成形
2205 合金可以進(jìn)行切割和冷成形。然而,由于2205 合金自身的高強(qiáng)度及硬度,它比奧氏體鋼鐵更需要進(jìn)行冷成形,也正因為它的高強(qiáng)度,要充分考慮到回彈的因素。
熱處理
2205 合金應(yīng)在*低為1900°F 的溫度下進(jìn)行退火處理,然后迅速冷卻,進(jìn)行水淬火。這項處理應(yīng)用于固熔退火及應(yīng)力解除。應(yīng)力解除處理如在低于1900°F 的溫度下進(jìn)行,容易導(dǎo)致有害的金屬或非金屬相位的析出。
機(jī)械切削性
在高速的機(jī)床上,2205 合金的進(jìn)給率和切削速度和316L 是一樣的。如果采用炭化刀,切割速度與316L 相比降低了大約20%,機(jī)器設(shè)備及其部件的性能在此起著關(guān)鍵性的作用。
焊接
2205 合金的焊接性很好。2205 合金所要達(dá)到的性能為焊接金屬和熱變質(zhì)部分仍然保持和基底金屬同樣的抗腐蝕能力、強(qiáng)度及韌性。2205 的焊接難度不大,但需設(shè)計其焊接程序,以便焊接后,可以保持良好的相位平衡狀態(tài),避免有害的金屬相位或非金屬相位的析出。2205 可在以下設(shè)備中進(jìn)行焊接: GTAW (TIG); GMAW (MIG); SMAW (“stick” electrode);SAW; FCW; and PAW.
說明
2205 Code Plus Two 是AvestaPolarit, Inc的注冊商標(biāo)。254 SMO and 654 SMO是
AvestaPolarit 不銹鋼公司的注冊商標(biāo)。SAF 2304 是Sandvik AB公司的注冊商標(biāo)。
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