雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是指在它固(gu)溶組織中(zhong)的鐵素(su)體(ti)相(xiang)和(he)奧氏體(ti)相(xiang)約各(ge)占一(yi)半,一(yi)般(ban)最少相(xiang)含(han)量也需要達到30%。因(yin)此它兼(jian)有(you)鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的性能特點。雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)已廣泛地(di)應用于各(ge)工業領域,諸如紙(zhi)漿和(he)造(zao)紙(zhi)、陸上(shang)和(he)海上(shang)的油氣工業、化學加工工業、運輸業(化學品船和(he)槽罐車)、制(zhi)藥(yao)和(he)食品工業以及建筑業等。多(duo)用制(zhi)反應容器(qi),各(ge)工業設備和(he)輸送管道等。在大(da)多(duo)數應用中(zhong),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)被認為是具有(you)成(cheng)本效益(yi)的材料,填補了普通奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)高(gao)合金奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)之間(jian)的空(kong)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(he)顯微組織
(022Cr25Ni7Mo4N)SAF 2507雙相不(bu)銹(xiu)鋼的(de)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 |
此鋼經(jing)固溶處理后,兩相(xiang)α/γ比約50/50。高溫(wen)下兩相(xiang)組織比常規雙相(xiang)不(bu)銹鋼要(yao)穩定,無疑對焊接(jie)HAZ有(you)著重要(yao)的意義。
二(er)、力學性能
SAF 2507雙(shuang)相不(bu)銹鋼的(de)室溫(wen)力學(xue)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)接性能
SAF 2507 雙(shuang)相不銹(xiu)鋼可(ke)用(yong)GTAW,GMAW,SMAW和SAW等(deng)焊接(jie)(jie)方法(fa)(fa)進行焊接(jie)(jie),所使用(yong)的焊接(jie)(jie)材料見表(biao)(biao)1。25.10.4L用(yong)于(yu)GTAW法(fa)(fa)焊接(jie)(jie),25.10.4LR和25.10.4.LB用(yong)于(yu)手工焊接(jie)(jie),當(dang)焊件有較高韌性要求時,多采用(yong)25.10.4.LB堿(jian)性焊條。異種鋼焊接(jie)(jie)時可(ke)采用(yong)的焊接(jie)(jie)材料表(biao)(biao)2.
SAF 2507雙相鋼使用(yong)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雙相鋼與異種鋼焊接時(shi)使用(yong)的焊接材料 | |||
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 |
建議使用的線能(neng)量(liang):0.2~1.5kJ/mm,為避免快速冷卻(que),厚板(ban)焊(han)接一(yi)般(ban)采(cai)(cai)用上限(xian)值,薄板(ban)焊(han)接多(duo)采(cai)(cai)用下限(xian)值,控制層間(jian)溫度不得超過(guo)150℃。GTAW法焊(han)接時(shi),采(cai)(cai)用純氬或(huo)Ar+2%N2保護。
四(si)、冷熱加工性能
熱(re)(re)成型(xing)溫(wen)度(du)(du)(du)范圍有(you)限,溫(wen)度(du)(du)(du)太低時(shi),塑性較差的(de)鐵素體在(zai)變(bian)形區會(hui)嚴重開裂,溫(wen)度(du)(du)(du)過(guo)高時(shi),鐵素體過(guo)軟(ruan)也可(ke)能發(fa)生(sheng)熱(re)(re)撕裂,因此溫(wen)度(du)(du)(du)在(zai)控制中十(shi)分(fen)關鍵,SAF 2507 的(de)熱(re)(re)成型(xing)(加(jia)工(gong))溫(wen)度(du)(du)(du)范圍為1200~1025℃。熱(re)(re)加(jia)工(gong)后的(de)工(gong)件(jian)需(xu)進(jin)行固(gu)(gu)溶水(shui)淬。雙(shuang)相不銹(xiu)鋼在(zai)固(gu)(gu)溶溫(wen)度(du)(du)(du)下非常軟(ruan),若工(gong)件(jian)沒有(you)足夠的(de)支撐,會(hui)發(fa)生(sheng)扭曲和變(bian)形,這對大口(kou)徑(jing)薄(bo)壁管材十(shi)分(fen)重要,扭曲的(de)產品再成型(xing)或矯直比奧氏(shi)體困難。
SAF 2507 雙相不(bu)銹鋼(gang)在冷成型(xing)后,例(li)如冷彎,一般變形(xing)量不(bu)超過10%~15%,不(bu)需要(yao)進(jin)行隨后熱處(chu)理(li),但是(shi)(shi)在苛刻(ke)介質條件下(xia)或是(shi)(shi)冷變形(xing)量較大量,還是(shi)(shi)要(yao)進(jin)行1050~1120℃加熱,隨后空冷和水冷處(chu)理(li)。
五、材料用途
SAF 2507 雙相不銹鋼主要用于含(han)氯化物的(de)苛刻介(jie)質,如化工(gong)、石(shi)化和(he)制造等工(gong)業。例(li)如含(han)胺20%NaOH溶液,高濃度甲酸及無水醋酸等,普遍用于練油(you)、石(shi)化廠熱(re)交換器、海水冷凝(ning)器等。