雙(shuang)相(xiang)不銹鋼是(shi)指在它(ta)固溶組織中的(de)鐵素(su)(su)體(ti)相(xiang)和(he)(he)(he)奧(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)約(yue)各占一半,一般最少相(xiang)含(han)量也需要達到30%。因(yin)此它(ta)兼有(you)鐵素(su)(su)體(ti)不銹鋼和(he)(he)(he)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼的(de)性能特點(dian)。雙(shuang)相(xiang)不銹鋼已(yi)廣泛地(di)應用于各工業(ye)(ye)(ye)領(ling)域,諸如紙漿和(he)(he)(he)造紙、陸上和(he)(he)(he)海上的(de)油(you)氣工業(ye)(ye)(ye)、化學加工工業(ye)(ye)(ye)、運輸(shu)業(ye)(ye)(ye)(化學品(pin)船(chuan)和(he)(he)(he)槽罐車)、制(zhi)藥和(he)(he)(he)食品(pin)工業(ye)(ye)(ye)以及建筑業(ye)(ye)(ye)等(deng)。多用制(zhi)反應容器,各工業(ye)(ye)(ye)設(she)備和(he)(he)(he)輸(shu)送管道等(deng)。在大多數應用中,雙(shuang)相(xiang)不銹鋼被認為(wei)是(shi)具有(you)成本效益的(de)材料,填補了普通奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼和(he)(he)(he)高(gao)合(he)金(jin)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼之(zhi)間的(de)空(kong)白(bai)。
(022Cr25Ni7Mo4N)S25073 / S32750 / 2507 雙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(hua)學成分(fen)和顯微(wei)組織
(022Cr25Ni7Mo4N)SAF 2507雙相不銹(xiu)鋼的化(hua)學(xue)成分 % | ||||||||||
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(ci)鋼經固溶(rong)處理(li)后,兩相(xiang)α/γ比(bi)約50/50。高溫下兩相(xiang)組織比(bi)常規雙相(xiang)不銹(xiu)鋼要穩定,無疑對焊接HAZ有(you)著重要的意義。
二、力學性能(neng)
SAF 2507雙相不銹鋼的室溫力學性能 | ||||||
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、焊接性能
SAF 2507 雙相不銹鋼(gang)可用(yong)GTAW,GMAW,SMAW和(he)(he)SAW等焊(han)接(jie)(jie)方法(fa)進行(xing)焊(han)接(jie)(jie),所(suo)使(shi)用(yong)的焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料見表1。25.10.4L用(yong)于GTAW法(fa)焊(han)接(jie)(jie),25.10.4LR和(he)(he)25.10.4.LB用(yong)于手工(gong)焊(han)接(jie)(jie),當焊(han)件有較高韌(ren)性要求時,多采用(yong)25.10.4.LB堿性焊(han)條。異種(zhong)鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)時可采用(yong)的焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料表2.
SAF 2507雙相鋼使用焊接材料 % | |||||||||
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雙相鋼與異(yi)種鋼焊(han)接時使用的焊(han)接材料 | |||
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(jian)議使(shi)用的線能量:0.2~1.5kJ/mm,為避免(mian)快速冷卻,厚板焊接(jie)一般采用上限值,薄板焊接(jie)多采用下限值,控(kong)制(zhi)層間溫(wen)度不得超過150℃。GTAW法焊接(jie)時,采用純氬或Ar+2%N2保護。
四、冷(leng)熱加工性(xing)能
熱成型(xing)溫度(du)(du)(du)范圍(wei)有限,溫度(du)(du)(du)太低時(shi),塑性較(jiao)差的(de)(de)鐵素體(ti)在變形(xing)區會嚴(yan)重(zhong)(zhong)開裂(lie),溫度(du)(du)(du)過(guo)高時(shi),鐵素體(ti)過(guo)軟(ruan)也可(ke)能發生熱撕(si)裂(lie),因此溫度(du)(du)(du)在控制(zhi)中十分關鍵,SAF 2507 的(de)(de)熱成型(xing)(加工)溫度(du)(du)(du)范圍(wei)為1200~1025℃。熱加工后(hou)的(de)(de)工件需進行(xing)固(gu)溶水淬。雙相不銹(xiu)鋼在固(gu)溶溫度(du)(du)(du)下非常軟(ruan),若工件沒有足(zu)夠的(de)(de)支(zhi)撐,會發生扭曲(qu)和變形(xing),這(zhe)對大口徑薄壁管材十分重(zhong)(zhong)要,扭曲(qu)的(de)(de)產(chan)品再(zai)成型(xing)或矯直(zhi)比奧氏體(ti)困(kun)難(nan)。
SAF 2507 雙相(xiang)不銹(xiu)鋼在(zai)冷成型(xing)后(hou)(hou),例(li)如(ru)冷彎(wan),一般變形(xing)量不超過10%~15%,不需要進行隨后(hou)(hou)熱處理,但是(shi)在(zai)苛刻介(jie)質條件下或是(shi)冷變形(xing)量較(jiao)大量,還是(shi)要進行1050~1120℃加熱,隨后(hou)(hou)空冷和水冷處理。
五(wu)、材料用途
SAF 2507 雙相不銹鋼主(zhu)要(yao)用于(yu)含氯化物的苛刻介質,如化工、石化和(he)制造等工業(ye)。例如含胺(an)20%NaOH溶液(ye),高濃(nong)度甲(jia)酸及無水醋酸等,普遍用于(yu)練油、石化廠熱交換器、海(hai)水冷凝器等。