雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼是(shi)指在(zai)它固溶組織中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)相(xiang)和(he)奧氏(shi)體(ti)相(xiang)約各(ge)占一半,一般最少相(xiang)含量(liang)也需要(yao)達到30%。因此它兼有鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼和(he)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)性能特點。雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼已(yi)廣泛地應用(yong)于各(ge)工(gong)(gong)業領域,諸如紙漿和(he)造紙、陸(lu)上(shang)和(he)海上(shang)的(de)(de)(de)油氣工(gong)(gong)業、化(hua)(hua)學加工(gong)(gong)工(gong)(gong)業、運(yun)輸業(化(hua)(hua)學品船(chuan)和(he)槽罐(guan)車)、制(zhi)(zhi)藥(yao)和(he)食品工(gong)(gong)業以及建(jian)筑業等。多(duo)用(yong)制(zhi)(zhi)反應容器,各(ge)工(gong)(gong)業設備(bei)和(he)輸送管道等。在(zai)大多(duo)數應用(yong)中(zhong)(zhong),雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼被認為(wei)是(shi)具有成本效益的(de)(de)(de)材料,填補了普通奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼和(he)高合金奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼之間的(de)(de)(de)空白。
(022Cr25Ni7Mo4N)S25073 / S32750 / 2507 雙相鋼(gang)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)分和顯微組織(zhi)
(022Cr25Ni7Mo4N)SAF 2507雙相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)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)溶處理后,兩(liang)相α/γ比(bi)約50/50。高(gao)溫(wen)下兩(liang)相組織比(bi)常規雙相不銹鋼要穩(wen)定(ding),無疑對焊接HAZ有著重要的意義。
二、力學性能
SAF 2507雙相(xiang)不銹鋼的室溫(wen)力(li)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(xing)能(neng)
SAF 2507 雙相不銹鋼可用GTAW,GMAW,SMAW和SAW等焊(han)接方法進行(xing)焊(han)接,所(suo)使用的焊(han)接材料見表1。25.10.4L用于GTAW法焊(han)接,25.10.4LR和25.10.4.LB用于手工焊(han)接,當焊(han)件有較高(gao)韌(ren)性(xing)要求時,多(duo)采用25.10.4.LB堿性(xing)焊(han)條。異種鋼焊(han)接時可采用的焊(han)接材料表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雙相鋼與異種鋼焊接時使用的焊接材料 | |||
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)議使用的線(xian)能(neng)量:0.2~1.5kJ/mm,為避免快速冷卻,厚板焊(han)接(jie)一般(ban)采(cai)用上限值,薄板焊(han)接(jie)多采(cai)用下限值,控制層間溫(wen)度不得超過150℃。GTAW法焊(han)接(jie)時,采(cai)用純氬或Ar+2%N2保護。
四、冷熱加工性(xing)能
熱(re)成(cheng)型溫(wen)度(du)范圍(wei)有限,溫(wen)度(du)太低時,塑性較差的鐵素(su)體(ti)在變(bian)形區(qu)會嚴(yan)重開裂(lie),溫(wen)度(du)過高時,鐵素(su)體(ti)過軟(ruan)也可能發生熱(re)撕裂(lie),因此溫(wen)度(du)在控制中十(shi)分關鍵(jian),SAF 2507 的熱(re)成(cheng)型(加工(gong))溫(wen)度(du)范圍(wei)為1200~1025℃。熱(re)加工(gong)后的工(gong)件需(xu)進(jin)行固溶(rong)水淬。雙相不銹(xiu)鋼在固溶(rong)溫(wen)度(du)下非常軟(ruan),若工(gong)件沒有足夠的支撐,會發生扭曲和變(bian)形,這對大口徑薄壁(bi)管材十(shi)分重要,扭曲的產品再(zai)成(cheng)型或矯直比奧氏體(ti)困(kun)難。
SAF 2507 雙相不(bu)銹(xiu)鋼在冷(leng)(leng)成型后,例如冷(leng)(leng)彎,一般變形(xing)量不(bu)超過(guo)10%~15%,不(bu)需要進行(xing)隨后熱處理,但是(shi)在苛(ke)刻介質條件(jian)下或(huo)是(shi)冷(leng)(leng)變形(xing)量較(jiao)大量,還(huan)是(shi)要進行(xing)1050~1120℃加熱,隨后空冷(leng)(leng)和(he)水冷(leng)(leng)處理。
五、材(cai)料用途
SAF 2507 雙相不銹鋼主要用于含氯(lv)化(hua)物(wu)的苛(ke)刻介質,如化(hua)工(gong)(gong)、石(shi)化(hua)和制造等(deng)(deng)工(gong)(gong)業。例如含胺20%NaOH溶液,高濃度甲酸及無水醋(cu)酸等(deng)(deng),普(pu)遍用于練(lian)油、石(shi)化(hua)廠熱交換(huan)器(qi)、海(hai)水冷凝器(qi)等(deng)(deng)。