雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼是指在(zai)它固溶組織中(zhong)的鐵素體(ti)相(xiang)和(he)(he)奧氏(shi)體(ti)相(xiang)約(yue)各占一半,一般最(zui)少(shao)相(xiang)含量也需要達到30%。因(yin)此它兼有鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼和(he)(he)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的性(xing)能特(te)點。雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼已廣(guang)泛地應用(yong)于各工(gong)業(ye)領域,諸如紙漿和(he)(he)造紙、陸上(shang)和(he)(he)海(hai)上(shang)的油氣(qi)工(gong)業(ye)、化(hua)學加(jia)工(gong)工(gong)業(ye)、運輸業(ye)(化(hua)學品(pin)船和(he)(he)槽罐車)、制藥和(he)(he)食品(pin)工(gong)業(ye)以及建筑業(ye)等(deng)(deng)。多(duo)用(yong)制反應容器,各工(gong)業(ye)設(she)備和(he)(he)輸送管道等(deng)(deng)。在(zai)大(da)多(duo)數應用(yong)中(zhong),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼被認(ren)為是具有成(cheng)本效益的材料,填(tian)補了普通奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼和(he)(he)高合金(jin)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼之間的空(kong)白。
(022Cr25Ni7Mo4N)S25073 / S32750 / 2507 雙相(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、化學成分和顯(xian)微組(zu)織
(022Cr25Ni7Mo4N)SAF 2507雙相不(bu)銹鋼的化學成(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(ci)鋼經固溶處理后,兩(liang)相α/γ比(bi)約50/50。高溫下兩(liang)相組織比(bi)常規雙相不銹鋼要穩定,無(wu)疑對焊接HAZ有著重(zhong)要的意(yi)義。
二(er)、力學性能(neng)
SAF 2507雙相(xiang)不銹鋼的室溫(wen)力學性(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、焊接性能
SAF 2507 雙相不銹鋼可(ke)用(yong)(yong)GTAW,GMAW,SMAW和SAW等焊(han)接方法進行焊(han)接,所使用(yong)(yong)的焊(han)接材料見(jian)表1。25.10.4L用(yong)(yong)于GTAW法焊(han)接,25.10.4LR和25.10.4.LB用(yong)(yong)于手工焊(han)接,當焊(han)件(jian)有較高(gao)韌性要求時(shi),多采用(yong)(yong)25.10.4.LB堿(jian)性焊(han)條(tiao)。異種鋼焊(han)接時(shi)可(ke)采用(yong)(yong)的焊(han)接材料表2.
SAF 2507雙相鋼使用焊(han)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(shuang)相鋼(gang)與異種(zhong)鋼(gang)焊(han)接(jie)時使(shi)用的焊(han)接(jie)材(cai)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)(yong)的線能量:0.2~1.5kJ/mm,為避(bi)免快(kuai)速冷(leng)卻(que),厚板(ban)焊(han)接(jie)一般采用(yong)(yong)上限值,薄板(ban)焊(han)接(jie)多采用(yong)(yong)下限值,控制層間溫度(du)不得(de)超過150℃。GTAW法焊(han)接(jie)時(shi),采用(yong)(yong)純氬或Ar+2%N2保護。
四、冷熱加工性(xing)能(neng)
熱(re)成型(xing)溫(wen)度范圍有(you)限,溫(wen)度太低(di)時(shi),塑性較差的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)在(zai)變形區會(hui)嚴重開裂,溫(wen)度過高時(shi),鐵(tie)素體(ti)過軟也可(ke)能發(fa)(fa)生熱(re)撕裂,因此溫(wen)度在(zai)控(kong)制中(zhong)十(shi)分(fen)關鍵,SAF 2507 的(de)(de)熱(re)成型(xing)(加工(gong)(gong))溫(wen)度范圍為1200~1025℃。熱(re)加工(gong)(gong)后的(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)需進行(xing)固(gu)溶水淬。雙相不銹鋼在(zai)固(gu)溶溫(wen)度下非常軟,若(ruo)工(gong)(gong)件(jian)沒有(you)足夠的(de)(de)支撐,會(hui)發(fa)(fa)生扭曲和變形,這對大口(kou)徑薄壁管材十(shi)分(fen)重要,扭曲的(de)(de)產品再成型(xing)或矯直比奧氏體(ti)困難。
SAF 2507 雙相(xiang)不銹鋼在(zai)冷(leng)(leng)成(cheng)型后,例如冷(leng)(leng)彎(wan),一般變(bian)形量不超過10%~15%,不需(xu)要(yao)進行(xing)隨后熱(re)處理(li),但是在(zai)苛(ke)刻介質條件下或是冷(leng)(leng)變(bian)形量較大量,還(huan)是要(yao)進行(xing)1050~1120℃加熱(re),隨后空冷(leng)(leng)和水冷(leng)(leng)處理(li)。
五、材料用途
SAF 2507 雙相不銹(xiu)鋼主要(yao)用于(yu)含氯(lv)化物(wu)的苛刻介質,如化工、石化和制(zhi)造等(deng)工業。例如含胺20%NaOH溶液,高濃度(du)甲酸(suan)及(ji)無水醋酸(suan)等(deng),普遍用于(yu)練油(you)、石化廠熱交換器(qi)、海(hai)水冷凝器(qi)等(deng)。