雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是指在(zai)它固溶組織中的鐵(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)和(he)(he)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)約各(ge)占一半,一般最(zui)少相(xiang)(xiang)含量也需要達到(dao)30%。因此(ci)它兼有鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的性能特點(dian)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)已(yi)廣泛地(di)應(ying)用(yong)于各(ge)工(gong)業(ye)領域,諸如(ru)紙漿和(he)(he)造紙、陸上(shang)(shang)和(he)(he)海上(shang)(shang)的油氣工(gong)業(ye)、化(hua)(hua)學加工(gong)工(gong)業(ye)、運(yun)輸業(ye)(化(hua)(hua)學品船(chuan)和(he)(he)槽罐車(che))、制藥和(he)(he)食品工(gong)業(ye)以及(ji)建筑業(ye)等。多用(yong)制反應(ying)容器,各(ge)工(gong)業(ye)設備和(he)(he)輸送管道(dao)等。在(zai)大多數應(ying)用(yong)中,雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)被(bei)認為(wei)是具有成本效益的材料,填(tian)補了普通(tong)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)高(gao)合金奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)之間的空(kong)白(bai)。
(022Cr25Ni7Mo4N)S25073 / S32750 / 2507 雙(shuang)相(xiang)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(chu)理后,兩相α/γ比(bi)約50/50。高溫下兩相組織比(bi)常規(gui)雙相不銹鋼要穩定(ding),無疑對焊(han)接(jie)HAZ有著重要的意(yi)義。
二、力學性能
SAF 2507雙相(xiang)不銹鋼(gang)的室溫力(li)學性(xing)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(san)、焊接性能
SAF 2507 雙相不銹鋼可(ke)用(yong)GTAW,GMAW,SMAW和SAW等焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法進行焊(han)(han)接(jie)(jie),所使用(yong)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料見(jian)表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)件有較高韌性要求時,多(duo)采(cai)用(yong)25.10.4.LB堿性焊(han)(han)條。異(yi)種鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)時可(ke)采(cai)用(yong)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料表2.
SAF 2507雙相鋼(gang)使用焊(han)接(jie)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(xiang)鋼(gang)與異種鋼(gang)焊(han)接時(shi)使用的(de)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 |
建議使(shi)用(yong)的(de)線能量:0.2~1.5kJ/mm,為(wei)避免快速冷卻(que),厚板(ban)焊接一般采(cai)(cai)用(yong)上限(xian)值,薄板(ban)焊接多(duo)采(cai)(cai)用(yong)下(xia)限(xian)值,控制層間溫度不得(de)超過150℃。GTAW法焊接時,采(cai)(cai)用(yong)純氬或Ar+2%N2保護(hu)。
四(si)、冷熱加工(gong)性能
熱(re)(re)成(cheng)(cheng)型溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍有限,溫(wen)(wen)度(du)(du)太低時(shi),塑性較差的鐵素體(ti)在(zai)變(bian)形區會嚴重開裂,溫(wen)(wen)度(du)(du)過(guo)高時(shi),鐵素體(ti)過(guo)軟也可(ke)能發(fa)(fa)生熱(re)(re)撕(si)裂,因此溫(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)控制中十(shi)分關(guan)鍵,SAF 2507 的熱(re)(re)成(cheng)(cheng)型(加工(gong))溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍為1200~1025℃。熱(re)(re)加工(gong)后的工(gong)件(jian)需(xu)進行固溶(rong)(rong)水淬(cui)。雙相不銹鋼在(zai)固溶(rong)(rong)溫(wen)(wen)度(du)(du)下非常軟,若工(gong)件(jian)沒有足夠(gou)的支撐,會發(fa)(fa)生扭曲(qu)和(he)變(bian)形,這對大口徑(jing)薄壁(bi)管材十(shi)分重要(yao),扭曲(qu)的產品再成(cheng)(cheng)型或(huo)矯直比奧(ao)氏體(ti)困難。
SAF 2507 雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)冷(leng)(leng)成型后(hou),例如冷(leng)(leng)彎(wan),一般變(bian)形量不(bu)超過10%~15%,不(bu)需要進行隨后(hou)熱(re)(re)處理,但(dan)是(shi)在(zai)(zai)苛刻介(jie)質條件下(xia)或是(shi)冷(leng)(leng)變(bian)形量較(jiao)大量,還(huan)是(shi)要進行1050~1120℃加熱(re)(re),隨后(hou)空(kong)冷(leng)(leng)和水冷(leng)(leng)處理。
五(wu)、材(cai)料用途
SAF 2507 雙相(xiang)不銹鋼主要用于(yu)含氯化物的(de)苛刻(ke)介質,如化工(gong)、石化和制造等工(gong)業。例如含胺(an)20%NaOH溶液,高(gao)濃度甲酸(suan)及無(wu)水(shui)醋酸(suan)等,普遍(bian)用于(yu)練油、石化廠(chang)熱(re)交換(huan)器、海水(shui)冷凝(ning)器等。