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022Cr23Ni5Mo3N (S32205/S22053)

  (022Cr23Ni5Mo3N ) S22053 / S32205 雙相不銹鋼是瑞典開發了 3RE60 雙相不銹鋼之后，又針對油氣工業管線材首先開發出了SAF 2205鋼，納入了ASTM A789、A790、A240、A276 等標準，美國牌號為UNS S31803；20世紀80年代后，各國相繼開發類似鋼種，并納入標準。德國有W-Nr.1.4462，DIN X2Cr-NiMoN2253, 法國有Z2CND22-05-03，瑞典有SS2377，英國有BS 318S13 等。SAF 2205雙相不銹鋼自70年代后期開始用于油氣管線，這是最早使用在這方面的雙相不銹鋼，為了改進相平衡和避免有害相的析出，近年從UNS S31803 雙相鋼又派生出UNS 32205，后者具有更窄的區間，ASTM 專門為這兩個鋼制訂了冶金產品有害金屬間相的檢驗標準（ASTM A923-98）。中國在20世紀80年代也開始研制相當SAF 2205 雙相鋼的022Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼，它在中性氯化物溶液和硫化氫中的耐應力腐蝕性能優于304L、316L奧氏體不銹鋼及18-5Mo型雙相不銹鋼。可進行冷、熱加工成型，焊接性能良好，該鋼適用作結構材料，是目前世界在雙相不銹鋼中應用最普遍的牌號。

  美(mei)國UNS： S31803    中(zhong)國牌號：022Cr22Ni5M3N    統一數字(zi)代號：S22253        二者化學成分區(qu)別：S31803 :（鉻：21.0～23.0 、氮(dan)：0.08～0.20）

  美(mei)國UNS： S32205    中國牌號：022Cr23Ni5M3N    統一數字代號：S22053        二者化(hua)學成分區別：S32205 :（鉻：22.0～23.0 、氮：0.14～0.20）

一(yi)、化學成(cheng)分及顯微組織

  022Cr23Ni5Mo3N 雙相鋼(gang)在固(gu)溶狀(zhuang)態（1020 ～1100℃水冷）下鐵素(su)體(ti)數量(liang)(liang)約為40%～50%，隨著溫度的升高鐵素(su)體(ti)量(liang)(liang)逐漸增加(jia)，并(bing)且(qie)晶粒(li)成等(deng)軸狀(zhuang)，至1300℃時此(ci)鋼(gang)仍保留一定量(liang)(liang)的γ相。鋼(gang)在350～975℃范圍加(jia)熱后有Cr2N、σ、χ、αˊ相的析(xi)出。

二、力(li)學性能(neng)

三(san)、焊接(jie)性能

  S32205雙相不銹鋼的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)能(neng)良好，熱裂紋傾(qing)向低(di)，脆化(hua)傾(qing)向小(xiao)。適宜采(cai)(cai)用(yong)SMAW、GTAW和SAW法進行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)；采(cai)(cai)用(yong)GTAW法焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)需填絲；一般不需焊(han)(han)(han)前預熱和焊(han)(han)(han)后熱處理。為使(shi)(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)和焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)HAZ能(neng)有合適的奧氏體數量(liang)以保證焊(han)(han)(han)縫(feng)和接(jie)(jie)頭有滿意的力學與(yu)耐蝕綜合性(xing)能(neng)，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)必(bi)須注意線能(neng)量(liang)和層間(jian)溫度(du)。SAF 2204 與(yu) SAF 2304雙相鋼使(shi)(shi)用(yong)的是相同的焊(han)(han)(han)絲和焊(han)(han)(han)條。如(ru)果在(zai)非(fei)常(chang)苛(ke)刻(ke)的介質中使(shi)(shi)用(yong)SAF 2205高腐蝕焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)時(shi)，要求采(cai)(cai)用(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)超級雙相不銹鋼SAF 2507 時(shi)使(shi)(shi)用(yong)的25.10.4L、25.10.4LR和25.10.4LB焊(han)(han)(han)絲和焊(han)(han)(han)條。

四、冷熱加工(gong)性能

  用于不(bu)銹鋼的成型操作(zuo)同樣也適用于022Cr23Ni5Mo3N鋼種(zhong)，但(dan)像深沖、深拉、旋壓等(deng)冷(leng)成型要比奧氏體不(bu)銹鋼困(kun)難。一般冷(leng)變形超過(guo)10%，需要固(gu)溶退火(huo)處理(li)。

  S32205 雙相(xiang)不銹(xiu)鋼即可冷彎也可熱(re)彎，冷彎后(hou)(hou)一般不需(xu)熱(re)處理，但彎曲超過(guo)20%變形量或使用條(tiao)件(jian)有產生應(ying)(ying)力腐蝕危(wei)險時(shi)，則(ze)采(cai)取(qu)固溶(rong)退(tui)火(huo)處理。熱(re)成(cheng)型(xing)如(ru)熱(re)彎應(ying)(ying)在1150～950℃溫度范圍內進行(xing)，低于950℃會進入σ相(xiang)脆性范圍，熱(re)成(cheng)型(xing)后(hou)(hou)應(ying)(ying)進行(xing)固溶(rong)退(tui)火(huo)處理。

  固溶退(tui)火制度(du)為1020～1100℃加熱快冷，此也可用于消(xiao)除(chu)應力(li)處理(li)，在(zai)特(te)殊情(qing)況下也可采用550～600℃消(xiao)除(chu)應力(li)處理(li)。

五、材料應用(yong)

   S32205 雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼是(shi)在(zai)所有雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中(zhong)應(ying)用(yong)最多(duo)的(de)一個鋼種，應(ying)用(yong)范圍十分廣泛，主(zhu)要用(yong)在(zai)酸性油、氣井生產，還(huan)有煉油、紙(zhi)漿、化(hua)工(gong)、化(hua)肥(fei)以(yi)及(ji)石油化(hua)工(gong)等領域，大(da)多(duo)數用(yong)其(qi)制造熱交換器(qi)、冷凝冷卻(que)器(qi)等易產生點蝕和應(ying)力腐蝕的(de)受壓設備，在(zai)許多(duo)情況下用(yong)來代替(ti)304L、316L奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。近年海上化(hua)學品儲罐運輸船(chuan)是(shi)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)最大(da)用(yong)戶，消(xiao)費量約占雙相不銹鋼熱軋板產量的50%。如今2205雙相鋼已取代 316L 和 317L 不銹鋼，成為海水化學產品運輸船儲罐的標準用材。中國2001年建造的第一條船已下水使用，2205雙相不銹鋼板的消耗量達到1400噸。此時在建筑業，如造橋和做海邊道路上的扶欄和燈柱。在建筑基礎設施，如做過街天橋的鋼筋等。中國采用SAF 2205 和 Q345C 復合板已在長江三峽工程中用于沖砂管道、泄洪深孔埋件和襯砌等。