雙相不鏽鋼是指(zhi)在它固(gu)溶組織(zhi)中的鐵素(su)體相和奧(ao)氏體相約各(ge)占(zhan)一半,一般(ban)最少相含量也(ye)需要達到30%。因此(ci)它兼有鐵素(su)體不鏽鋼和奧(ao)氏體不鏽鋼的性能特點。雙相不鏽鋼已廣泛地應(ying)用於各(ge)工業領(ling)域(yu),諸(zhu)如紙漿(jiang)和造紙、陸上和海上的油氣工業、化學加工工業、運輸業(化學品船和槽(cao)罐車)、製藥(yao)和食品工業以及建築(zhu)業等。多用製反(fan)應(ying)容器,各(ge)工業設備和輸送(song)管道等。在大多數應(ying)用中,雙相不鏽鋼被認為是具有成本效益的材料,填(tian)補了(liao)普通奧(ao)氏體不鏽鋼和高合金奧(ao)氏體不鏽鋼之(zhi)間的空(kong)白。
(022Cr25Ni7Mo4N)S25073 / S32750 / 2507 雙相鋼是瑞典近年(nian)開發(fa)的超級雙相不鏽鋼,商業牌號為SAF 2507,主要用於苛刻介質,尤其(qi)是含氯(lv)的環(huan)境,如海水等。鋼中的高鉻、高鉬和高氮的平衡(heng)成分設計(ji),使(shi)鋼具有很高的耐應(ying)力腐蝕,耐點蝕和耐縫(feng)隙腐蝕的性能,而且在有機酸和一定(ding)範圍的無機酸中也(ye)有很低的腐蝕率。一些國家已納(na)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(xie)工程學會(hui)也(ye)認可2507雙相鋼適(shi)用於ASME 標準的鍋爐和壓力容器以及化工廠和煉(lian)油廠的管道標準。
一、化學成分和顯微組織(zhi)
(022Cr25Ni7Mo4N)SAF 2507雙相不鏽鋼的化學成分 % | ||||||||||
牌 號 | 碳 | 硅 | 锰 | 硫 | 磷 | 铬 | 镍 | 钼 | 氮 | 铜 |
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(gu)溶處理後,兩相α/γ比約50/50。高溫下兩相組織(zhi)比常規雙相不鏽鋼要穩定(ding),無疑對焊接HAZ有著重要的意(yi)義。
二、力學性能
SAF 2507雙相不鏽鋼的室溫力學性能 | ||||||
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、焊接性能
SAF 2507 雙相不鏽鋼可用GTAW,GMAW,SMAW和SAW等焊接方法進行焊接,所使(shi)用的焊接材料見(jian)表1。25.10.4L用於GTAW法焊接,25.10.4LR和25.10.4.LB用於手工焊接,當(dang)焊件有較高韌性要求時,多采用25.10.4.LB堿性焊條。異種鋼焊接時可采用的焊接材料表2.
SAF 2507雙相鋼使(shi)用焊接材料 % | |||||||||
Sandvik 牌號 | 碳 max | 硅 | 锰 max | 磷 max | 硫 | 铬 | 镍 | 钼 | 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雙相鋼與異種鋼焊接時使(shi)用的焊接材料 | |||
SAF | 鋼 種 | AISI 300係鋼 | 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(shi)用的線能量:0.2~1.5kJ/mm,為避(bi)免快速冷卻,厚板焊接一般(ban)采用上限值(zhi),薄板焊接多采用下限值(zhi),控製層間溫度不得超過150℃。GTAW法焊接時,采用純氬或Ar+2%N2保護。
四、冷熱加工性能
熱成型溫度範圍有限,溫度太低時,塑性較差的鐵素(su)體在變(bian)形區會(hui)嚴重開裂,溫度過高時,鐵素(su)體過軟也(ye)可能發(fa)生熱撕(si)裂,因此(ci)溫度在控製中十(shi)分關鍵,SAF 2507 的熱成型(加工)溫度範圍為1200~1025℃。熱加工後的工件需進行固(gu)溶水淬。雙相不鏽鋼在固(gu)溶溫度下非常軟,若工件沒有足夠的支撐,會(hui)發(fa)生扭曲和變(bian)形,這對大口徑(jing)薄壁管材十(shi)分重要,扭曲的產品再成型或矯直(zhi)比奧(ao)氏體困(kun)難(nan)。
SAF 2507 雙相不鏽鋼在冷成型後,例如冷彎,一般(ban)變(bian)形量不超過10%~15%,不需要進行隨後熱處理,但是在苛刻介質條件下或是冷變(bian)形量較大量,還是要進行1050~1120℃加熱,隨後空(kong)冷和水冷處理。
五、材料用途
SAF 2507 雙相不鏽鋼主要用於含氯(lv)化物的苛刻介質,如化工、石(shi)化和製造等工業。例如含胺20%NaOH溶液,高濃(nong)度甲(jia)酸及無水醋酸等,普遍用於練油、石(shi)化廠熱交(jiao)換(huan)器、海水冷凝器等。