雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)是指在它(ta)固(gu)溶組織中的(de)鐵素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)和(he)(he)(he)奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)約(yue)各占一半,一般最少(shao)相(xiang)(xiang)含(han)量也(ye)需要達到30%。因此它(ta)兼有(you)鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)和(he)(he)(he)奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)的(de)性(xing)能特點。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)已廣泛(fan)地應(ying)用于各工(gong)(gong)業(ye)領域,諸如(ru)紙(zhi)漿和(he)(he)(he)造紙(zhi)、陸上和(he)(he)(he)海上的(de)油氣工(gong)(gong)業(ye)、化學(xue)加工(gong)(gong)工(gong)(gong)業(ye)、運輸業(ye)(化學(xue)品(pin)船和(he)(he)(he)槽罐車)、制藥和(he)(he)(he)食(shi)品(pin)工(gong)(gong)業(ye)以及(ji)建筑業(ye)等。多用制反應(ying)容器,各工(gong)(gong)業(ye)設備和(he)(he)(he)輸送管(guan)道等。在大(da)多數應(ying)用中,雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)被(bei)認為(wei)是具(ju)有(you)成本效益的(de)材料,填補了普(pu)通奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)和(he)(he)(he)高合(he)金奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)之間的(de)空白。
(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、化(hua)學成分(fen)和顯微組織
(022Cr25Ni7Mo4N)SAF 2507雙相(xiang)不銹(xiu)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(gang)(gang)經固(gu)溶處理后,兩相α/γ比(bi)約(yue)50/50。高溫下兩相組織比(bi)常規(gui)雙相不銹鋼(gang)(gang)要(yao)穩定,無疑對焊接HAZ有著重要(yao)的意義(yi)。
二、力學性能
SAF 2507雙相不銹鋼的室溫力(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(san)、焊接性能(neng)
SAF 2507 雙相不銹(xiu)鋼可用GTAW,GMAW,SMAW和(he)SAW等焊接(jie)方法進行焊接(jie),所使用的(de)焊接(jie)材料見表(biao)1。25.10.4L用于(yu)(yu)GTAW法焊接(jie),25.10.4LR和(he)25.10.4.LB用于(yu)(yu)手工焊接(jie),當(dang)焊件有較高韌性要求(qiu)時,多采用25.10.4.LB堿性焊條。異種鋼焊接(jie)時可采用的(de)焊接(jie)材料表(biao)2.
SAF 2507雙相鋼(gang)使用焊接(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(shuang)相鋼與異種鋼焊接時(shi)使用(yong)的(de)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 |
建議(yi)使用的(de)線能量:0.2~1.5kJ/mm,為避免快速冷卻,厚板焊接(jie)一般采(cai)(cai)用上限(xian)值,薄板焊接(jie)多(duo)采(cai)(cai)用下限(xian)值,控制層間溫度不得超過(guo)150℃。GTAW法(fa)焊接(jie)時(shi),采(cai)(cai)用純氬或(huo)Ar+2%N2保護(hu)。
四(si)、冷熱加工(gong)性能
熱成型(xing)溫度范圍(wei)(wei)有(you)限,溫度太(tai)低時(shi),塑性較(jiao)差(cha)的鐵素體在(zai)變形區會(hui)嚴重開裂(lie),溫度過(guo)高時(shi),鐵素體過(guo)軟(ruan)也可(ke)能發生熱撕裂(lie),因此溫度在(zai)控制中十分關(guan)鍵,SAF 2507 的熱成型(xing)(加工(gong)(gong)(gong))溫度范圍(wei)(wei)為1200~1025℃。熱加工(gong)(gong)(gong)后的工(gong)(gong)(gong)件需進行固(gu)溶水(shui)淬。雙(shuang)相不銹(xiu)鋼在(zai)固(gu)溶溫度下非常軟(ruan),若工(gong)(gong)(gong)件沒(mei)有(you)足夠的支(zhi)撐,會(hui)發生扭曲和變形,這對大口徑薄壁管(guan)材十分重要,扭曲的產品再成型(xing)或矯直比奧氏(shi)體困難。
SAF 2507 雙相不銹鋼在冷(leng)(leng)成(cheng)型后(hou),例如冷(leng)(leng)彎(wan),一般變形(xing)量(liang)不超過(guo)10%~15%,不需(xu)要進行隨(sui)后(hou)熱處(chu)理,但是(shi)(shi)在苛(ke)刻介質條件下或(huo)是(shi)(shi)冷(leng)(leng)變形(xing)量(liang)較大量(liang),還(huan)是(shi)(shi)要進行1050~1120℃加熱,隨(sui)后(hou)空冷(leng)(leng)和水冷(leng)(leng)處(chu)理。
五(wu)、材料用途
SAF 2507 雙相不銹鋼(gang)主要用于(yu)含氯化物的苛刻介質,如(ru)化工(gong)、石(shi)化和制造等工(gong)業。例如(ru)含胺(an)20%NaOH溶液,高(gao)濃(nong)度甲酸及無水醋酸等,普遍用于(yu)練油、石(shi)化廠(chang)熱(re)交(jiao)換器、海水冷(leng)凝器等。