雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是指在它(ta)固溶組織中的(de)鐵素體(ti)相和(he)(he)奧氏(shi)體(ti)相約各(ge)占一半,一般最(zui)少相含量也需要達到30%。因此它(ta)兼有鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)性能特點。雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)已(yi)廣(guang)泛地應(ying)用(yong)于各(ge)工(gong)(gong)(gong)業領(ling)域,諸如紙漿和(he)(he)造紙、陸(lu)上(shang)和(he)(he)海上(shang)的(de)油氣工(gong)(gong)(gong)業、化學加工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)業、運輸業(化學品(pin)船和(he)(he)槽罐車)、制藥和(he)(he)食品(pin)工(gong)(gong)(gong)業以及建筑(zhu)業等(deng)。多用(yong)制反(fan)應(ying)容器,各(ge)工(gong)(gong)(gong)業設備和(he)(he)輸送(song)管道等(deng)。在大多數(shu)應(ying)用(yong)中,雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)被認(ren)為是具有成本(ben)效益的(de)材料(liao),填補(bu)了普(pu)通奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)高合金奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)之間的(de)空白。
(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(hua)學(xue)成分和顯微組(zu)織
(022Cr25Ni7Mo4N)SAF 2507雙相不銹鋼(gang)的(de)化學(xue)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(ci)鋼經固(gu)溶(rong)處理后,兩(liang)相α/γ比約50/50。高溫(wen)下兩(liang)相組織比常規雙相不銹鋼要穩定,無疑對焊接HAZ有著重(zhong)要的意義。
二、力學性能
SAF 2507雙相不(bu)銹鋼的室溫力學性能 | ||||||
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、焊接(jie)性能
SAF 2507 雙(shuang)相不銹鋼可(ke)用GTAW,GMAW,SMAW和(he)SAW等焊(han)(han)接方法(fa)進行(xing)焊(han)(han)接,所使用的(de)焊(han)(han)接材料見表1。25.10.4L用于GTAW法(fa)焊(han)(han)接,25.10.4LR和(he)25.10.4.LB用于手工焊(han)(han)接,當焊(han)(han)件有較高韌(ren)性(xing)要求時,多采(cai)用25.10.4.LB堿(jian)性(xing)焊(han)(han)條。異種鋼焊(han)(han)接時可(ke)采(cai)用的(de)焊(han)(han)接材料表2.
SAF 2507雙相(xiang)鋼使(shi)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雙相鋼與異種鋼焊(han)接時使用的(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 |
建議使用的(de)線(xian)能量:0.2~1.5kJ/mm,為避免快速冷卻,厚板焊(han)接(jie)一般采用上(shang)限值(zhi),薄板焊(han)接(jie)多采用下限值(zhi),控制層(ceng)間溫度不得超過150℃。GTAW法焊(han)接(jie)時,采用純氬或Ar+2%N2保(bao)護。
四、冷熱(re)加(jia)工性能
熱成型溫(wen)(wen)度范圍有限(xian),溫(wen)(wen)度太低時,塑性較差的(de)鐵素體(ti)(ti)在(zai)變形(xing)區會(hui)(hui)嚴重開(kai)裂,溫(wen)(wen)度過高時,鐵素體(ti)(ti)過軟(ruan)也可能發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)熱撕(si)裂,因此溫(wen)(wen)度在(zai)控制中十分關鍵,SAF 2507 的(de)熱成型(加工)溫(wen)(wen)度范圍為1200~1025℃。熱加工后的(de)工件需進行固溶(rong)水淬。雙相不銹鋼在(zai)固溶(rong)溫(wen)(wen)度下非(fei)常軟(ruan),若工件沒有足(zu)夠(gou)的(de)支撐,會(hui)(hui)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)扭(niu)曲(qu)和變形(xing),這對大口徑薄(bo)壁管材十分重要,扭(niu)曲(qu)的(de)產(chan)品(pin)再成型或矯直比奧(ao)氏體(ti)(ti)困難。
SAF 2507 雙相(xiang)不(bu)銹鋼在冷(leng)成型后(hou),例如冷(leng)彎,一(yi)般變形(xing)量(liang)不(bu)超過10%~15%,不(bu)需要進(jin)行(xing)隨(sui)后(hou)熱處理,但是(shi)在苛刻(ke)介質條件下或是(shi)冷(leng)變形(xing)量(liang)較大量(liang),還是(shi)要進(jin)行(xing)1050~1120℃加(jia)熱,隨(sui)后(hou)空冷(leng)和水(shui)冷(leng)處理。
五、材(cai)料用途
SAF 2507 雙相不銹鋼主要用(yong)于含氯化(hua)物的苛刻介質,如化(hua)工、石化(hua)和制造等(deng)(deng)工業。例如含胺20%NaOH溶液,高濃度甲酸及(ji)無水(shui)醋酸等(deng)(deng),普遍(bian)用(yong)于練(lian)油、石化(hua)廠熱交換(huan)器、海水(shui)冷凝器等(deng)(deng)。