
雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼是(shi)指在它(ta)固溶(rong)組織(zhi)中的(de)(de)鐵素體(ti)相和(he)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)相約(yue)各占一半(ban),一般最少相含量也需要達到(dao)30%。因此(ci)它(ta)兼有(you)鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼和(he)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)性能特點。雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼已廣泛(fan)地應(ying)用(yong)于(yu)各工業(ye)(ye)領(ling)域,諸如紙(zhi)漿和(he)造紙(zhi)、陸上(shang)和(he)海上(shang)的(de)(de)油氣工業(ye)(ye)、化學加工工業(ye)(ye)、運輸(shu)業(ye)(ye)(化學品船和(he)槽罐車(che))、制藥和(he)食品工業(ye)(ye)以及建筑業(ye)(ye)等(deng)。多用(yong)制反應(ying)容器,各工業(ye)(ye)設備和(he)輸(shu)送管道等(deng)。在大多數(shu)應(ying)用(yong)中,雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼被(bei)認為是(shi)具(ju)有(you)成本效益的(de)(de)材料,填(tian)補了(le)普(pu)通奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼和(he)高(gao)合金奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼之間的(de)(de)空(kong)白。
(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(yi)、化學成分和(he)顯(xian)微組織(zhi)
| (022Cr25Ni7Mo4N)SAF 2507雙相(xiang)不銹鋼的化學成分(fen) % | ||||||||||
| 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(jing)固溶處理后,兩相α/γ比約(yue)50/50。高溫下兩相組(zu)織比常規(gui)雙相不銹鋼要穩定(ding),無(wu)疑對焊接HAZ有著重要的意義。
二、力學性能
| SAF 2507雙相不銹(xiu)鋼的(de)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(han)接(jie)性(xing)能
SAF 2507 雙相不銹鋼可(ke)用GTAW,GMAW,SMAW和SAW等焊(han)(han)接方法(fa)進行(xing)焊(han)(han)接,所使用的(de)焊(han)(han)接材料(liao)見(jian)表1。25.10.4L用于(yu)GTAW法(fa)焊(han)(han)接,25.10.4LR和25.10.4.LB用于(yu)手工(gong)焊(han)(han)接,當焊(han)(han)件有(you)較高韌性要求時,多(duo)采(cai)用25.10.4.LB堿性焊(han)(han)條(tiao)。異種(zhong)鋼焊(han)(han)接時可(ke)采(cai)用的(de)焊(han)(han)接材料(liao)表2.
| SAF 2507雙相鋼(gang)使用焊接材(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(xiang)鋼與(yu)異種鋼焊接(jie)時使(shi)用(yong)的(de)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 | |||
建議使用的線(xian)能量:0.2~1.5kJ/mm,為避免快速(su)冷卻,厚板焊接(jie)一般(ban)采(cai)用上限值,薄板焊接(jie)多采(cai)用下限值,控制層間(jian)溫度不得超過(guo)150℃。GTAW法(fa)焊接(jie)時(shi),采(cai)用純(chun)氬或Ar+2%N2保護。
四、冷熱加(jia)工性(xing)能
熱成(cheng)型(xing)溫(wen)(wen)度(du)范圍有限,溫(wen)(wen)度(du)太低時,塑(su)性較差(cha)的(de)(de)鐵素(su)體(ti)在變形區會嚴重開(kai)裂,溫(wen)(wen)度(du)過高時,鐵素(su)體(ti)過軟(ruan)也可能發(fa)生(sheng)熱撕裂,因此(ci)溫(wen)(wen)度(du)在控制中十分(fen)關鍵,SAF 2507 的(de)(de)熱成(cheng)型(xing)(加工(gong))溫(wen)(wen)度(du)范圍為1200~1025℃。熱加工(gong)后的(de)(de)工(gong)件(jian)需進行固(gu)溶(rong)水淬。雙相不銹(xiu)鋼在固(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)非常軟(ruan),若(ruo)工(gong)件(jian)沒有足(zu)夠的(de)(de)支撐,會發(fa)生(sheng)扭(niu)曲和變形,這對大口徑(jing)薄壁管材十分(fen)重要,扭(niu)曲的(de)(de)產品(pin)再成(cheng)型(xing)或矯直比奧氏體(ti)困(kun)難。
SAF 2507 雙相不銹(xiu)鋼在(zai)(zai)冷成型后(hou),例(li)如(ru)冷彎,一般變形量(liang)(liang)不超過(guo)10%~15%,不需要進(jin)行(xing)隨(sui)后(hou)熱處理(li),但是在(zai)(zai)苛刻(ke)介質條件下或是冷變形量(liang)(liang)較(jiao)大量(liang)(liang),還(huan)是要進(jin)行(xing)1050~1120℃加熱,隨(sui)后(hou)空冷和水冷處理(li)。
五、材料用途(tu)
SAF 2507 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼主(zhu)要用于含氯(lv)化(hua)(hua)物的(de)苛刻(ke)介質,如(ru)化(hua)(hua)工、石化(hua)(hua)和制造等(deng)工業(ye)。例如(ru)含胺20%NaOH溶液(ye),高(gao)濃(nong)度甲(jia)酸及無(wu)水醋酸等(deng),普遍用于練(lian)油、石化(hua)(hua)廠熱交換器、海水冷凝器等(deng)。
