雙相不銹鋼基本特性

1、第一類屬低合金型，代表牌號 UNS S32304 ( 23Cr-4Ni-0.1N )，鋼中不含鉬， PREN 值為 24-25 ，在 耐應(yīng)力腐蝕面可代替 AISI304 或 316 使用。第二類屬中合金型，代表牌號是 UNS S31803 ( 22Cr-5Ni-3Mo-0.15N ) ,PREN 值為 32-33 ，其耐 蝕性能介于 AISI 316L 和 6%Mo+N 奧氏體不銹鋼之間。第三類屬高合金型，一般含 25%Cr ，還含有鉬和氮，有的還含有銅和鎢，標(biāo)準(zhǔn)牌號 UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N)， PREN 值為 38-39 ，這類鋼的耐蝕性能高于 22

2、%Cr 的雙相不銹鋼。第四類屬超級雙相不銹鋼型，含高鉬和氮，標(biāo)準(zhǔn)牌號UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N),有的也含鎢和銅 ,PREN 值大于 40, 可適用于苛刻的介質(zhì)條件 ,具有良好的耐蝕與力學(xué)綜合性能，可與超級奧氏體不銹鋼相媲美。國外主要雙相不銹鋼牌號的近似對照見表2。表1雙相不銹鋼(DSS)代表牌號的主要化學(xué)成分和蝕抗力當(dāng)量值Representative Duplex Stainless Steel Types,MainChemical Analysis and Pitting Resistance Equivalent Number類別Type標(biāo)準(zhǔn)Sanda

3、rd商業(yè)牌號TrademarkChemical Analysis分1%化學(xué)成蝕當(dāng)量CCrNiMoNCuWPRENPREW低合金型UNS S32304SAF23040.032340.10.10.224Low alloyUR 35NSS 2327中合金型UNS S31803SAF22050.032252.8 ().1532/33Middle alloyUR 45NSS 2377UR45N +0.0322.863.3 ().1835/36UNS S315003RE600.0318.552.70.129WNr1.4417A903UNS S10RE510.08254.51.53032900SS 2324

4、AISI 329UNS S32950UR50Carp7Mo+0.060.0321277.54.82.51.750.251.52935高合金型UNS S32550Ferralium0.0525630.181.83738High alloy22538UNS S31250DP30.0325730.160.537UR47N0.03256.530.2238/39W.Nr14507UR52N0.03256.530.171.538VS250.03256.530.1838超級DDSUNS S32760Zeron1000.032573.5 ().240.70.74041.5super duplex stainl

5、ess steelUNS S32750SAF25070.032573.8 ().2841UR47N +SS 2328UNS.S32550UR52N +0.032573.5 ().251.541UNS.S32740DP3W0.03730.2723942.5表2各國主要雙相不銹鋼牌號的近似對照Comparison of Main Duplex Stainless Steels Of Different Countries序美國中國法國德國日本瑞典英國USAChinaFranceGermanyJapanSwedenUK1S3180300Cr22Ni5Mo3NUR45N ,UR4DP8SAF2205(

6、SS2377)2S3150000Cr18Ni5Mo3Si2DP13RE60(SS.2376)3S3255000Cr25Ni6Mo3CuNUR 52N +Ferralium2554S3120000Cr25Ni6Mo2N00Cr22Ni5Mo3NUR 47N5S3126000Cr22Ni5Mo3WcuNDP3(SUSZeron329J2L)1006 !S32304UR 35NDP11SAF2304(SS.2327)7 !S32750UR 47N +SAF 25078 !S3290000Cr26Ni5Mo2DP6(SUS329J1)10RE51(SS2324)9 !S32950工業(yè)事業(yè)部五分廠200

7、8年8月5日常用雙相不銹鋼牌號和各國牌號的近似值對照型號中國美國瑞典德國法國日本低合金型00Cr23Ni4NUN23SS232W. UR35NDP11(SAF2304 )(SAF2304 )00Cr18Ni5Mo3Si2UNS S31500SS2376(3RE60)DP1中合金型00Cr22Ni5Mo3NUNS S31803SS2377(SAF2205)UR45NDP80Cr25Ni5Mo2UNS S32900329J1高合金型00Cr25Ni7Mo3WCuNUNS S31260SS2324(10RE51)329J2L00Cr25Ni7Mo4NUNS S32750UR47N+超級雙相鋼00Cr

8、25Ni6Mo3CuNUNS S32550SS2328(SAF2507)UR52N+常用雙相不銹鋼的性能：1 .化學(xué)成分（%）鋼號C <Mn <Si<S<P<CrNiMoCu <NS32750(SAF2507)0.031.200.800.0200.24.0/6.0/3.0/0.500.24/00Cr22Ni7Mo4N26.08.05.00.32S31803 (SAF2205 )0.032.001.00.020.03021.0/4.50/2.50/0.08/00Cr22Ni5Mo3N23.06.503.500.20S31500 (3RE60)0.031.2/1

9、.4/0.0300.03018.0/4.25/2.50/0.05/00Cr18Ni5Mo3Si22.002.0019.05.252.000.102 .機(jī)械性能:熱處理制度CAb (MPa ) >As (MPa ) >布氏洛氏S32750 (SAF2507 )00Cr22Ni5Mo3N1025-1125水8005501531032S31803（ SAF2205）00Cr22Ni5Mo3N1020-11006204502529030.5S31500 （ 3RE60）00Cr18Ni5Mo3Si2980-10406304403029030.53 .雙相不銹鋼的連續(xù)使用溫度圍為-50 C

10、-60 C。熱加工溫度應(yīng)不低于 950 C。雙相不銹鋼簡介雙相不銹鋼是指它的微觀組織是由鐵素體相和奧氏體相二組成的材料，二相各約占50%。在實(shí)際使用中其中一相約在 40-60%之間較為合適。根據(jù)兩相組織的特點(diǎn)，通過正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝，將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性 和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強(qiáng)于鐵素體不銹鋼和碳鋼。雙相不銹鋼的耐耐氯化物蝕和縫隙腐蝕能力與鉻、鉬和氮含量有關(guān)，其耐釔蝕和縫隙腐蝕能力可以類假于316不銹鋼，或者高于海水用不銹鋼如6%M0奧氏體不銹鋼。所有氏體不銹鋼，同時(shí)表現(xiàn)出良好的塑性和韌性。雙豐不銹鋼各種產(chǎn)品形式：板材和帶材和無縫管鍛材管件和法蘭棒和絲雙相不銹鋼

11、一般可分為四類： 第一類低合金型，代表牌號UNSS32304，鋼中不含鉬，PREN: 24-25， 耐應(yīng)力腐蝕面可代替 AISI304或是316使用。第二類中合金型， 代表牌號UNSS31803，PREN： 32-33 耐蝕性能介于 AISI316L和6%MO+N奧氏體不銹鋼之間。第三類高合金型，一般含 25%CR，可使 用于苛刻的介質(zhì)條件，具有良好的耐蝕與力學(xué)綜合性能， 可與超級奧氏體不銹鋼相媲美。 （注：PREN： 蝕抗力當(dāng)量值）化學(xué)成分 雙相鋼的最主要合金元素是 Cr、Ni、Mo和N。其中Cr、Mo為增加鐵素體含量，而 Ni、N為奧氏體穩(wěn)定元素。有些鋼種還有 Mn、Cu、W等元素。Cr、

12、Ni、Mo能改進(jìn)抗腐蝕性。在 含氯化物的環(huán)境中其抗點(diǎn)蝕及裂縫腐蝕的性能特別好。1 .化學(xué)成分（）表1牌號CCrNiMoNPSSAF22050.03021.0-234.5-6.50.0300.030SA2507 0.03024.0-260.320.0.0202 .機(jī)械性能 雙相鋼機(jī)械性能取決于產(chǎn)品形式及最終熱處理，下表列出了規(guī)定的極限表2項(xiàng)目牌號試驗(yàn)溫度RP0.2N/MM2RM0.2N/MM2A5%SAF2205室溫45062025100360150335200310250295300285SA2507室溫550800100046100450200400在-50度-280度溫度圍同，雙相不銹鋼具

13、有很好的機(jī)械性能，當(dāng)雙相鋼長期承受300度以上高溫時(shí)，其微機(jī)組織會發(fā)生變化并導(dǎo)含量的奧氏體鋼種相比，雙相鋼和超級雙相鋼基體材料具有類心抗點(diǎn)蝕和裂紋腐蝕性能， 但一般具有極好的抗應(yīng)力腐蝕有機(jī)酸腐蝕的能力。在工業(yè)界按照蝕抗力當(dāng)量值PREN來表示抗點(diǎn)蝕等級是眾所知的。物理性能：雙相鋼熱傳導(dǎo)率列于下表中，并與316L相比較。熱傳導(dǎo)率 W/M攝氏率表3溫度牌號SAF2205SAF2507AISI316L20191615100200191716211917.5300232019雙相不銹鋼的熱膨脹與碳鋼接近，這使雙相鋼與奧氏體不銹鋼相比，具有明顯的優(yōu)勢。金相組織我公司使用于西氣東輸?shù)?UNSS31803雙相

14、不銹鋼的微觀組織圖如下，其鐵素體含量54%雙相不銹鋼優(yōu)勢1、與奧氏體不銹鋼相比1 ）服強(qiáng)度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不銹鋼制造 儲罐或壓力容器的厚度要比常用奧氏體不銹鋼減少30-50%，有利于降低成本。2）具有優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，尤其在含氯離子的環(huán)境中，即使是含合金量最低的雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應(yīng)力腐蝕斷裂的能力，應(yīng)力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。3） 在多介質(zhì)中應(yīng)用最普通的 2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普通的 316L奧氏體不銹鋼，而超 級雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性， 在一些介質(zhì)中，如醋酸、甲酸等甚至可以取代高合

15、金奧氏體不銹 鋼，乃至耐蝕合金。4）具有良好的耐局部腐蝕性能，與合金含量相發(fā)的奧氏本不銹鋼相比，它的耐磨損腐蝕和腐蝕疲 勞性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。5 ）比奧氏體不銹鋼線膨脹系數(shù)低，與碳鋼接近，適合與碳鋼連接，具有重要的工程意義，如生產(chǎn)復(fù)合板或襯里等。雙相不銹鋼是指不銹鋼中同時(shí)具有奧氏體和鐵素體兩種金相組織結(jié)構(gòu)的不銹鋼。不銹鋼一般是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。 不銹鋼是指耐大氣、 蒸汽和水等弱介質(zhì)腐蝕的鋼， 而耐酸鋼則 是指耐酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼。不銹鋼 自本世紀(jì)初問世，到現(xiàn)在已有 90多年的歷史。不銹鋼的發(fā)明是世界冶金史上的重大成就，不銹鋼的發(fā)展為現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和科技進(jìn)步奠定了重要的物

16、質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。 不銹鋼鋼種很多，性能各異，它在發(fā)展過程中逐步形成了幾大類。按組織結(jié)構(gòu)分，分為馬氏不銹鋼（包括沉淀硬化不銹鋼）、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和奧氏體加鐵素體雙相不銹 鋼等四大類；按鋼中的主要化學(xué)成分或鋼中的一些特征元素來分類，分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等；按鋼的性能特點(diǎn)和用途分類，分為 耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點(diǎn)蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕不銹鋼、高強(qiáng)不銹鋼等；按鋼的功能特點(diǎn)分類，分為低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、超塑性不銹鋼等。目前常用的分類法是按鋼的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)以及兩者相結(jié)合的法分類。一般分為馬氏體不銹鋼、

17、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼 等，或分為鉻不銹鋼和鎳不銹鋼兩大類。奧氏體 + 鐵素體雙相不銹鋼是指不銹鋼中既有奧氏體又有鐵素體組織結(jié)構(gòu)的鋼種，而且此二相組織要 獨(dú)立存在，含量都較大，一般認(rèn)為最少相的含量應(yīng)大于15% 。而實(shí)際工程中應(yīng)用的 奧氏體 +鐵素雙相不銹鋼(習(xí)慣稱a + Y雙相不銹鋼或雙相不銹鋼) 多以奧氏體為基并含有不小于30%的鐵素體，最常見的是兩相各約占 50%的雙相不銹鋼。雙相不銹鋼英文簡寫是 DSS(Duplex Stainless Steel) 。由于具有a + Y雙相組織結(jié)構(gòu)，雙相不銹鋼兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)。與鐵素體不銹鋼 相比，

18、a + Y雙相不銹鋼的韌性高，脆性轉(zhuǎn)變溫度低。耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高；同時(shí)又 保留了鐵素體不銹鋼的一些特點(diǎn)，如 4750C 脆性、導(dǎo)熱系數(shù)高、線膨脹系數(shù)小、具有超塑性、有磁 性等。與奧氏體不銹鋼相比，a +Y雙相不銹鋼的強(qiáng)度高，特別是屈服強(qiáng)度顯著提高，且耐晶間腐蝕、 耐應(yīng)力腐蝕、耐腐蝕疲勞等性能有明顯的改善。雙相不銹鋼這類不銹鋼的典型鋼種為 2205 ，即 22%鉻和 5%鎳。這類鋼種的特性是：強(qiáng)度佳遠(yuǎn)優(yōu) 于304 :耐蝕性亦佳，因此常用于化業(yè)管線、壓力容器及心軸等。SAF是瑞典雙相不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)代號，SAF是指山特維克公司的專利牌號。同是2205 :如美國冶聯(lián) AL2205,61 S

19、.S.新加坡62 SFS芬蘭標(biāo)準(zhǔn)63 S以色列標(biāo)準(zhǔn)64 SIS瑞典標(biāo)準(zhǔn)65 SLS斯里蘭卡標(biāo)準(zhǔn)66 SNIMA摩洛哥標(biāo)準(zhǔn)67 SNV瑞士標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的化學(xué)成份%牌號CMnPSSiNiCrMoN22050.0302.0 0.030.0221- 230.08-0.2雙相不銹鋼2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的機(jī)械性能牌號溫度/狀態(tài)屈服強(qiáng)度ab> (ksi)抗拉強(qiáng)度(r0.2> (ksi：伸長率 8標(biāo)距2in或50mm(或)4D) , > /2205的板70oC/退火75105352205的板200o

20、C/退火:50902205的板400oC/退火:45802205的板600oC/退火:4079雙相不銹鋼2205的用途：用于煉油，化肥，造紙,油，化工 等耐海水耐高溫濃硝酸等 淋器及器件。的熱交換器和冷雙相不銹鋼的主要代表牌號DSS 一般可分為四類 : 低合金型 -代表牌號是 UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N )PREN 值 24 25中合金型 -代表牌號是 UNS S31803(22Cr-5Ni-3Mo-0.15N ),PREN 值 32 33高合金型 -標(biāo)準(zhǔn)牌號有 UNS S32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N),PREN 值 38 39超級雙相不銹鋼型

21、 -標(biāo)準(zhǔn)牌號有 UNS S32750(25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N),PREN 值40(探 PREN耐蝕指數(shù)PREN=Cr%+3.3 X Mo%+16 X N%)低合金型 UNS S32304 不含鉬 , 在耐應(yīng)力腐蝕面可代替 AISI304 或 316 使用. 中合金型 UNS S31803 的耐蝕性能介于 AISI 316L 和 6%Mo+N 奧氏體不銹鋼之間高合金型，一般含25%Cr,還含有鉬和氮，有的還含有銅和鎢,這類鋼的耐蝕性能高于 22%Cr的 雙相不銹鋼.超級雙相不銹鋼型，含高鉬和氮，有的也含鎢和銅，可適用于苛刻的介質(zhì)條件，具有良好的 耐腐蝕與力學(xué)綜合性能，可與超級奧氏

22、體不銹鋼相比美 .代表牌號的主要化學(xué)成分雙相不銹鋼化學(xué)成分，類型UNS牌號CCrNiMoCuN低合金型S32304< 0.032340.05/0.20中合S31803< 0.0322530.08/0.20金型中合金型S32205< 0.0322530.14/0.20高合金型S325500.04256320.10/0.25超級DSSS32750< 0.0325740.24/0.32從表中可以看出：S 32205是由S31803派生出的鋼種，在ASTM A 240/240M-99a標(biāo)準(zhǔn)中是在1999年才納標(biāo)的，它的Cr、Mo和N元素的區(qū)間都比較窄，容易達(dá)到相的平衡（即兩相約

23、各占一半）,改善了鋼的強(qiáng)度，耐腐蝕性和焊接性能，多用于性能要求較高和需要焊接的材料，如油氣管線4. 雙相不銹鋼的發(fā)展動(dòng)向值得關(guān)注的是低合金含錳雙相不銹鋼的開發(fā) . 近十年來有關(guān)如美國 ,南非等研究以錳代鎳雙相不銹鋼的開發(fā) ,但除鑄件外 ,所開發(fā)的新鋼種多具有介穩(wěn)的奧氏體,藉冷變形后馬氏體的轉(zhuǎn)變 提高強(qiáng)度 ,很難作焊接件使用 ,也很難適應(yīng)某些環(huán)境 ,例如會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的環(huán)境 ,這樣 使用很局限 .近年瑞典開發(fā)的低錳低鎳雙相不銹鋼則比較成熟,目標(biāo)明確 ,為了節(jié)鎳以取代用途很廣的 304,甚至可能代替價(jià)格與 304 相當(dāng) ,目前使用并不廣的 2304 雙相不銹鋼 ,具有實(shí)際推廣的 價(jià)值 ,值得注意

24、.瑞典 Avesta Polarit AB 開發(fā)的 LDX 2101 雙相不銹鋼 (21.5%Cr, 5%Mn, 1.5%Ni, 0.22%N), 由于提高了鋼中的氮 , 獲得了穩(wěn)定的奧氏體 , 相的平衡與組織穩(wěn)定性都較好 , 對金屬間相的析出不敏感，在析出最敏感的溫度 650 C ,保溫10h后的沖擊值才降至 50J，其組織穩(wěn)定性較 2205鋼 好。該鋼的強(qiáng)度高，耐腐蝕性與 304 相當(dāng)，可焊接，其壽命期成本較奧氏體不銹鋼低 .LDX 2101 鋼已進(jìn)行工業(yè)試制 ,在 AOD/CLU 爐精煉后進(jìn)行連鑄 ,生產(chǎn)長材鑄胚和板胚 ,只是目前 尚未大量推廣應(yīng)用，鑒于它具有較好的綜合性能，潛在的用途圍

25、很寬，尤其用作結(jié)構(gòu)件很有前途，例如可代替 2205 雙相不銹鋼用作橋梁結(jié)構(gòu)，還可用制混凝土中的鋼筋，解決在有氯離 子污染環(huán)境中材料的腐蝕問題 ,此外，還可取代 304 和 316 鋼制造容器、塔器、熱水貯罐和加熱 器等。從世界不銹鋼的消耗量來看 ,雙相不銹鋼只占很少的份額 ,它的價(jià)格還是較高的 ,從價(jià)格比來看:若304,304L為1,則316L為1.3,而2205則為1.6,說明要想增加雙相不銹鋼的市場份額，應(yīng)當(dāng)有更廉價(jià)的 ,能與應(yīng)用最普遍的 304(304L) 鋼相競爭的新鋼種還是有價(jià)值的,當(dāng)然這面還有多工作要做 .值得一述的還有含錳超級雙相不銹鋼的開發(fā),在德國開發(fā)了含 25%Cr, 6%Mn, 6%Ni, 3%Mo, 2%W 和0.5%N,還有Cu的