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关于双相不锈钢,你真的了解吗?

返回列表 来源:未知 浏览: 发布日期:2020-12-17 15:45【
 
 
第一类属低合金型,代表牌号UNS S32304(23Cr-4Ni-0.1N),2205不锈钢管钢中不含钼,PREN值为24-25,在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用。
 
第二类属中合金型,代表牌号是UNS S31803(22Cr-5Ni-3Mo-0.15N),PREN值为32-33,其耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间。
 
第三类属高合金型,一般含25%Cr,还含有钼和氮,有的还含有铜和钨,标准牌号UNSS32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N),PREN值为38-39,这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的双相不锈钢。
 
第四类属超级双相不锈钢型,含高钼和氮,标准牌号UNS S32750(25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N),有的也含钨和铜,PREN值大于40,可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐蚀与力学综合性 能,可与超级奥氏体不锈钢相媲美。
 
4、双相不锈钢 VS 奥氏体 & 铁素体不锈钢
 
由于两相组织的特点,通过正确控制化学成分和热处理工艺,使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。
 
与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的优势如下:
(1)屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多,且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%,有利于降低成本。
 
(2)具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力,即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力,尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。
 
(3)在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L奥氏体不锈钢,而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性,在一些介质中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢,乃至耐蚀合金。
 
(4)具有良好的耐局部腐蚀性能,与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比,它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。
 
(5)比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低,和碳钢接近,适合与碳钢连接,具有重要的工程意义,如生产复合板或衬里等。
 
(6)不论在动载或静载条件下,比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力,这对结构件应付突发事故如冲撞,爆炸等,双相不锈钢优势明显,有实际应用价值。 
2205不锈钢管
 
与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的弱势如下: 
(1)应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢,例如其使用温度必须控制在250摄氏度以下。
 
(2)其塑韧性较奥氏体不锈钢低,冷,热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。
 
(3)存在中温脆性区,需要严格控制热处理和焊接的工艺制度,以避免有害相的出现,损害性能。 
与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的优势如下:
 (1)综合力学性能比铁素体不锈钢好,尤其是塑韧性,不像铁素体不锈钢那样对脆性敏感。
 
(2)除耐应力腐蚀性能外,其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。
 
(3)冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。
 
(4)焊接性能也远优于铁素体不锈钢,一般焊前不需预热,焊后不需热处理。
 
(5)应用范围较铁素体不锈钢宽。 
与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的弱势如下:合金元素含量高,价格相对高,一般铁素体不含镍。5、双相不锈钢的应用
双相不锈钢不管是在高度腐蚀环境还是在不锈钢结构的工程材料方面都是一种万能的材料。其用途包括: 
● 造纸工业;
● 化学和石油化学工业;
● 湿法冶金; 
● 有机酸和苛性碱介质; 
● 污染控制设备; 
● 化学品贮槽; 
● 海上和海岸应用; 
● 酿酒厂的管道装置; 
● 建筑物。
双相不锈钢是集优良耐腐蚀性、高强度和易于制造加工等诸多优异性能于一身的钢类。其物理性能介于奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢之间,但更接近于铁素体不锈钢和碳钢。
西班牙梅诺卡Cala Galdana 采用双相不锈钢2205建造的桥
2205不锈钢管
双相不锈钢历史
双相不锈钢已有近80年的历史,其显微组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半。早期的牌号是铬、镍和钼的合金。第一批锻轧双相不锈钢于1930年在瑞典生产,并用于亚硫酸盐造纸工业。这些钢种是高碳双相不锈钢,其最初的开发目的是为了减少晶间腐蚀问题。1930年芬兰生产出双相不锈钢铸件,1936年法国获得专利钢种,就是后来著名的Uranus50。2205不锈钢管二战后,AISI329不锈钢成为成熟的牌号并广泛用于硝酸装置的热交换器管道。3RE60是专为提高耐氯化物应力腐蚀断裂(SCC)性能而开发的第一代双相不锈钢牌号之一;后来,锻造和铸造双相不锈钢牌号均用于各种加工工业,包括容器、热交换器和泵。
2205 T形法兰©Arco Exploration and Production Technolo
第一代双相不锈钢具有良好的性能,但在焊接状态下有局限性。焊缝的热影响区(HAZ)由于铁素体过多而韧性低,并且耐腐蚀性明显低于母材。这些局限性限制了第一代双相不锈钢的应用,通常仅限于非焊接状态使用。1968年不锈钢精炼和氩氧脱碳(AOD)工艺的发明,使一系列新不锈钢钢种的产生成为可能。AOD所带来的诸多进步之一便是氮作为合金元素的刻意添加。双相不锈钢的氮合金化使得焊接状态下HAZ的韧性和耐腐蚀性接近于母材成为可能。随着奥氏体稳定性的提高,氮也降低了有害金属间相的形成速率。
提高石油回收率的设备采用2507不锈钢
第二代双相不锈钢具有氮合金化的特征。这一新的商品化进展始于上世纪70年代后期,正好与北海海上油气田的开发以及对具有优异耐氯离子腐蚀性能、良好的加工性能和高强度的 不锈钢的需求相吻合。2205成为第二代双相不锈钢的主要牌号并广泛用于海上石油平台集气管线和处理设施。由于这类钢的强度高,允许在平台上进行减小壁厚和减重,使其应用有很大的吸引力。
大型桥面上安装双相不锈钢钢筋© Hardesty & Hanover, LLP
双相不锈钢一直在不断发展,双相不锈钢包含一系列腐蚀特性各不相同的牌号,其腐蚀性能取决于它们的合金成分。现代双相不锈钢可分为五种类型:
* 不添加钼的经济型双相不锈钢如2304;
* 标准双相不锈钢如2205,是主要的钢种,占双相钢用量的80%以上;
* 25Cr双相不锈钢如合金255,PREN值小于40;
* 超级双相不锈钢(PREN值40~ 45),含25%~26%Cr,比25Cr双相不锈钢更高的钼和氮的含量,如2507;
* 特超级双相不锈钢,PREN值超过45的高合金化双相不锈钢。
双相不锈钢的应用
烟气脱硫
燃煤电力设施为进一步降低SO2的排放,而烟气脱硫(FGD)是达到SO2低排放的一种方法。利用石灰或石灰石泥浆 "湿法洗涤"烟气中的SO2是一种成熟技术,自从上世纪70年代以来就作 为基本方法用于电站锅炉系统。
用2205双相不锈钢制造的烟气脱硫装置© ArcelorMittal
现代化洗涤装置目前能去除废气中90%的SO2。现代化FGD装置由具有不同温度、氯化物含量和pH的几个区 组成。2205不锈钢(S32205)由于与奥氏体不锈钢相比成本更低,耐腐蚀性更好,已经在欧洲和亚洲用于FGD装置。最近,北美已经接受双相不锈钢的应用,由于其焊后的高强度、良好的耐腐蚀性能和高韧性,已成为最受欢迎的FGD吸收塔选材。
海水淡化
海水淡化由于其高氯化物含量、高温的腐蚀性工艺环境,使材料经受了最严格的一种考验。海水淡化的历史基本上是材料发展的历史,因为海水淡化业的客户需要在满足耐腐蚀性要 求与将投资控制在可承受范围的要求之间寻求平衡。早期的海水淡化项目中,多级闪蒸(MSF)和多效(MED)海水淡化设备的蒸发器使用碳钢制造。后来,MSF蒸发器一般用316L(EN1.4404)奥氏体不锈钢包覆。MED蒸发室先是采用环氧树脂涂层,后来用不锈钢包覆。