雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)指在它固溶組織中(zhong)的(de)鐵素體(ti)相(xiang)(xiang)和(he)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)約各(ge)(ge)占(zhan)一半(ban),一般最(zui)少(shao)相(xiang)(xiang)含量也需要(yao)達到30%。因(yin)此它兼有(you)鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)性能特點(dian)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)已(yi)廣(guang)泛地應(ying)(ying)用于(yu)各(ge)(ge)工(gong)業(ye)領域,諸如紙漿和(he)造(zao)紙、陸上(shang)和(he)海(hai)上(shang)的(de)油(you)氣(qi)工(gong)業(ye)、化學加工(gong)工(gong)業(ye)、運(yun)輸(shu)業(ye)(化學品(pin)(pin)船和(he)槽(cao)罐車)、制(zhi)藥(yao)和(he)食品(pin)(pin)工(gong)業(ye)以(yi)及建(jian)筑(zhu)業(ye)等(deng)(deng)。多(duo)用制(zhi)反應(ying)(ying)容器,各(ge)(ge)工(gong)業(ye)設備和(he)輸(shu)送(song)管道等(deng)(deng)。在大多(duo)數應(ying)(ying)用中(zhong),雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)被(bei)認(ren)為是(shi)具有(you)成本效益的(de)材料(liao),填補了普通奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)高合金奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)之(zhi)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)學成分和顯微組織
(022Cr25Ni7Mo4N)SAF 2507雙相不銹鋼的化學成分(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(ci)鋼經(jing)固溶處(chu)理后,兩(liang)相(xiang)α/γ比約(yue)50/50。高溫(wen)下(xia)兩(liang)相(xiang)組(zu)織比常規雙(shuang)相(xiang)不銹鋼要(yao)穩定(ding),無疑對(dui)焊接HAZ有著重(zhong)要(yao)的意義。
二、力(li)學(xue)性(xing)能
SAF 2507雙相不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(han)接性(xing)能(neng)
SAF 2507 雙相不(bu)銹鋼可用(yong)(yong)(yong)GTAW,GMAW,SMAW和SAW等焊(han)(han)接(jie)方法(fa)進(jin)行(xing)焊(han)(han)接(jie),所(suo)使用(yong)(yong)(yong)的焊(han)(han)接(jie)材料見表1。25.10.4L用(yong)(yong)(yong)于GTAW法(fa)焊(han)(han)接(jie),25.10.4LR和25.10.4.LB用(yong)(yong)(yong)于手工(gong)焊(han)(han)接(jie),當焊(han)(han)件有較高韌性要求時(shi),多(duo)采用(yong)(yong)(yong)25.10.4.LB堿(jian)性焊(han)(han)條。異種鋼焊(han)(han)接(jie)時(shi)可采用(yong)(yong)(yong)的焊(han)(han)接(jie)材料表2.
SAF 2507雙相鋼使用焊接材料 % | |||||||||
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(xiang)鋼(gang)與異種鋼(gang)焊接時使用(yong)的焊接材(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 |
建議使用的線能(neng)量:0.2~1.5kJ/mm,為(wei)避(bi)免快速冷(leng)卻,厚板焊接一(yi)般采用上限值,薄板焊接多采用下(xia)限值,控制層間溫度不得超(chao)過150℃。GTAW法焊接時,采用純(chun)氬(ya)或Ar+2%N2保(bao)護。
四(si)、冷熱加工性能
熱(re)(re)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)溫度(du)(du)范圍(wei)有(you)限,溫度(du)(du)太低時(shi),塑性較差的(de)鐵素(su)體(ti)在(zai)變形區會嚴重(zhong)開裂,溫度(du)(du)過高時(shi),鐵素(su)體(ti)過軟也可(ke)能發(fa)生熱(re)(re)撕(si)裂,因此溫度(du)(du)在(zai)控制中十分關鍵,SAF 2507 的(de)熱(re)(re)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(加工)溫度(du)(du)范圍(wei)為1200~1025℃。熱(re)(re)加工后的(de)工件需進行固溶水淬(cui)。雙(shuang)相不銹鋼在(zai)固溶溫度(du)(du)下非(fei)常軟,若工件沒(mei)有(you)足夠的(de)支撐,會發(fa)生扭(niu)曲(qu)(qu)和變形,這對大口徑薄壁管材(cai)十分重(zhong)要(yao),扭(niu)曲(qu)(qu)的(de)產品再成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)或(huo)矯直比奧(ao)氏體(ti)困難。
SAF 2507 雙相不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)冷(leng)(leng)成(cheng)型(xing)后(hou),例(li)如冷(leng)(leng)彎,一般變形量不(bu)超過10%~15%,不(bu)需要進行隨后(hou)熱處理(li)(li),但是(shi)在(zai)苛刻介(jie)質條(tiao)件下或是(shi)冷(leng)(leng)變形量較大量,還是(shi)要進行1050~1120℃加熱,隨后(hou)空冷(leng)(leng)和水冷(leng)(leng)處理(li)(li)。
五(wu)、材料用(yong)途
SAF 2507 雙(shuang)相不銹(xiu)鋼主(zhu)要用于含(han)氯化物的(de)苛(ke)刻介(jie)質,如化工、石(shi)(shi)化和制造(zao)等工業。例如含(han)胺20%NaOH溶液,高濃度(du)甲酸及無(wu)水醋酸等,普遍(bian)用于練油、石(shi)(shi)化廠(chang)熱(re)交換器(qi)、海水冷凝(ning)器(qi)等。