(高清版)GB∕T 39077-2024 奧氏體-鐵素體（雙相）不銹鋼中有害相的檢測方法

國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T39077—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T39077—2020《經(jīng)濟(jì)型奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼中有害相的檢測方法》,與GB/T39077—2020相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外，主要技術(shù)變化如下：a)更改了術(shù)語和定義(見第3章，2020年版的第3章);b)增加了大截面產(chǎn)品、法蘭、焊接接頭的取樣要求(見第4章);c)增加了顯微組織檢驗(yàn)法中的“電解浸蝕試劑及電解參數(shù)”(見5.2.3);d)增加了氯化鐵腐蝕試驗(yàn)法中的腐蝕溶液(見5.4.3.2.2);e)增加了22Cr雙相型、25r雙相型、27Cr雙相型不銹鋼中有害相的檢驗(yàn)與結(jié)果判定方法(見請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)提出。本文件由全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC183)歸口。本文件起草單位：中國石油集團(tuán)工程材料研究院有限公司、中國科學(xué)院金屬研究所、湖州永興特種不銹鋼有限公司、江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院、中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司安全環(huán)保與技術(shù)監(jiān)督研究院、陜西省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測研究院、江蘇容大材料腐蝕檢驗(yàn)有限公司、浙江省特種設(shè)備科學(xué)研究院、長慶石油勘探局有限公司、浙江德威不銹鋼管業(yè)股份有限公司、馬鞍山尊馬世威石油鋼管制造有限公司。本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為：——2020年首次發(fā)布為GB/T39077—2020;1GB/T39077—2024奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼中有害相的檢測方法本文件規(guī)定了奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼中有害相檢測的試驗(yàn)條件、檢測方法和驗(yàn)收要求，檢測方法包括顯微組織檢驗(yàn)法、夏比沖擊試驗(yàn)法和氯化鐵腐蝕試驗(yàn)法。本文件適用于奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼在生產(chǎn)、制造過程(如熱處理或焊接)中或長期在一定溫度下使用析出有害相的檢驗(yàn)。本文件不適用于其他原因?qū)е碌膴W氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼韌性和耐蝕性降低的狀況。注：本文件主要適用的產(chǎn)品牌號(hào)參見附錄A。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法(GB/T229—2020,ISO148-1:2016,MOD)GB/T2650金屬材料焊縫破壞性試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)(GB/T2650—2022,ISO9016:2022,MOD)GB/T13298金屬顯微組織檢驗(yàn)方法GB/T17897—2016金屬和合金的腐蝕不銹鋼三氯化鐵點(diǎn)腐蝕試驗(yàn)方法GB/T30067金相學(xué)術(shù)語3術(shù)語和定義GB/T30067界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1.1奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼基體由奧氏體和鐵素體兩相組織組成(其中較少相的含量至少為25%),可通過冷加工使其強(qiáng)化的不銹鋼。注：為了便于檢驗(yàn)，本文件根據(jù)鉻含量以及耐點(diǎn)蝕當(dāng)量PREN(3.2.1),將奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼分為：20Cr雙3.1.2耐點(diǎn)蝕當(dāng)量(3.2.1)在24.0～28.0之間的奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼。3.1.3耐點(diǎn)蝕當(dāng)量(3.2.1)在28.0～30.0之間的奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼。2耐點(diǎn)蝕當(dāng)量(3.2.1)在30.0～40.0之間，鉻含量不小于21.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的奧氏25Cr雙相型type25Crduplex27Cr雙相型type27Crduplex耐點(diǎn)蝕當(dāng)量(3.2.1)在48.0～55.0之間，鉻含量不大于33.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的奧氏體-鐵素體(雙相)不注1:PREN=w(Cr)+3.3w(Mo)+16w(N),或PREN=w(Cr)+3.3×[w(Mo)+0.5w(W)]+16×w(N)(含W)。3.3有害相有害相detrimentalphase奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼在一定溫度下形成的對(duì)不銹鋼的在役性能產(chǎn)生不利影響的金屬間相金屬間相intermetallicphaseP4取樣方法試樣應(yīng)截取自成品或最終隨爐試件。試樣截取不應(yīng)對(duì)顯微組織產(chǎn)生影響，若用氣割或熱切割等方3適用產(chǎn)品取樣方式尺寸mm試驗(yàn)方法檢驗(yàn)方向取樣部位鋼板(帶)、盤類、無縫鋼管、管道和附件沿長度方向截取全截面顯微組織檢驗(yàn)法橫向全壁厚夏比沖擊試驗(yàn)法橫向厚度的1/2氯化鐵腐蝕試驗(yàn)法橫向全壁厚焊管及配件沿長度或焊接方向截取全截面顯微組織檢驗(yàn)法橫向全壁厚夏比沖擊試驗(yàn)法橫向厚度的1/2氯化鐵腐蝕試驗(yàn)法橫向全壁厚棒材和鍛件沿長度方向截取外徑或截面顯微組織檢驗(yàn)法橫向表面至心部夏比沖擊試驗(yàn)法縱向厚度的1/2氯化鐵腐蝕試驗(yàn)法橫向表面至心部外徑或截面厚度≥50顯微組織檢驗(yàn)法橫向表面至心部夏比沖擊試驗(yàn)法縱向厚度的1/4氯化鐵腐蝕試驗(yàn)法橫向表面至心部法蘭和其他帶有焊接端中空輪廓狀鍛件，包括三通破壞性檢驗(yàn)樣品或沿焊縫長度方向截取全截面b顯微組織檢驗(yàn)法縱向或橫向焊接全壁厚夏比沖擊試驗(yàn)法縱向和切向中心孔焊接二分之一壁厚氯化鐵腐蝕試驗(yàn)法縱向或橫向焊接全壁厚鑄件隨爐試件截面厚度<50顯微組織檢驗(yàn)法任意方向厚度的1/2夏比沖擊試驗(yàn)法氯化鐵腐蝕試驗(yàn)法截面厚度≥50顯微組織檢驗(yàn)法任意方向壁厚的中心區(qū)域夏比沖擊試驗(yàn)法氯化鐵腐蝕試驗(yàn)法注：表中產(chǎn)品厚度均指該批次產(chǎn)品最厚部位的厚度。對(duì)于大截面產(chǎn)品，腐蝕試驗(yàn)法的試樣應(yīng)垂直于縱軸截取，試樣尺寸為6mm×25mm×產(chǎn)品厚度。如果截面特別大，試樣尺寸中的“產(chǎn)品厚度”可減小，這時(shí)可截取產(chǎn)品厚度的1/2到1/3進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)法蘭體厚度小于50mm或焊接端外徑不大于100mm時(shí)，試樣可在法蘭本體壁厚中心處沿著切向取樣c對(duì)于棒材，外徑或截面厚度范圍為50mm～200mm。4.3.3采用氯化鐵腐蝕試驗(yàn)法的試樣應(yīng)包含焊縫金屬、熱影響區(qū)及母材區(qū)顯微組織檢驗(yàn)應(yīng)由經(jīng)過培訓(xùn)的有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人序號(hào)浸蝕劑成分電解參數(shù)說明1水溶液電壓：1V～5V時(shí)間：5s～60s金屬間相和鐵素體被染色變暗推薦用于觀察金屬間相及鐵素體的分布，不適用于氮化物分析45序號(hào)浸蝕劑成分電解參數(shù)說明210%的草酸水溶液電壓：5V～7V時(shí)間：5s～60s適合顯示顯微組織推薦用于觀察氮化物或碳化物的分布，可能會(huì)迅速造成金屬間析出相的過度腐蝕奧氏體和鐵素體對(duì)比度差浸蝕劑成分及電解參數(shù)，由陰極材料和面積、試樣表面積、合金含量決定。678注：氮化物(Cr?N)在鐵素體相內(nèi)沿晶界析出。這種析出物能降低構(gòu)件在陰極保10%草酸電解液浸蝕后的顯微組織(圓形顆粒為氧化物夾雜)圖3雙相不銹鋼中鐵素體相內(nèi)存在非金屬析出相(包括Cr?N、Cr??C?析出)9類型統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)溫度a℃檢驗(yàn)部位沖擊吸收能量b,不小于J母材焊縫、熱影響區(qū)協(xié)議母材焊縫、熱影響區(qū)協(xié)議22Cr雙相型母材熱影響區(qū)焊縫25Cr雙相型母材、焊縫、熱影響區(qū)協(xié)議27Cr雙相型母材、焊縫、熱影響區(qū)協(xié)議a試驗(yàn)可在比規(guī)定溫度更低的某一溫度下進(jìn)行。b一組三個(gè)試樣的平均值不應(yīng)低于表中的規(guī)定值，但允許一個(gè)試樣值低于規(guī)定值，且不應(yīng)低于規(guī)定值的70%的70%,應(yīng)從同一件產(chǎn)品上加倍取樣重復(fù)一次試驗(yàn)，當(dāng)復(fù)驗(yàn)結(jié)果均高于表3的規(guī)定值時(shí)，則視為合(NaNO?)溶解在600mL蒸餾水中(質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近5%的FeCl?和1%的NaNO?),用玻璃纖維或?yàn)V紙類型統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)母材試驗(yàn)溫度℃母材最大腐蝕速率焊接接頭試驗(yàn)溫度℃焊接接頭最大腐蝕速率S21013S20013協(xié)議協(xié)議20Cr型B組S23043S20033協(xié)議協(xié)議22Cr雙相型S22253S2205325Cr雙相型S2507340±1協(xié)議協(xié)議S2760340±1協(xié)議協(xié)議S2555440±1協(xié)議協(xié)議S2520340±1協(xié)議協(xié)議27Cr雙相型S2707340±1協(xié)議協(xié)議a)鋼的統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)或牌號(hào)和爐號(hào)；失和腐蝕速率。根據(jù)腐蝕速率測量結(jié)果按5.4.6判定試驗(yàn)結(jié)果合格與否。對(duì)不合格的試GB/T39077—2024奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼牌號(hào)及化學(xué)成分表A.1給出了20Cr雙相型A組、20Cr雙相型B組、22Cr雙相型、25Cr雙相型與27Cr雙相型雙相表A.1雙相不銹鋼的牌號(hào)及化學(xué)成分統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)牌號(hào)化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))%UNSbCMnPSNiMoNW20Cr雙相鋼A組，24.0≤PREN≤28.0S21013S321003Cr21Mn5NilMoCuN0.044.00~6.000.0400.03021.00~22.001.35~0.10~0.800.20~0.250.10~0.80S20013S32001022Cr20Mn5NilN0.0304.6~0.0400.03019.50~21.501.00~0.600.05~0.1720Cr雙相鋼B組，28.0≤PREN≤30.0S23043S32304022Cr23Ni4MoCuN0.0300.0350.03021.50~24.503.00~0.05~0.600.05~0.200.05~0.60S20033S32003022Cr23Ni3MoN0.0300.0300.02019.5~3.00~4.001.50~0.14~0.2022Cr雙相鋼，30.0≤PREN≤40.0Cr≥19.5%S22253S31803022Cr22Ni5Mo3N0.0300.0300.02021.00~23.004.50~6.502.50~0.08~0.20S22053S32205022Cr23Ni5Mo3N0.0300.0300.02022.00~23.004.50~6.503.00~0.14~0.20S29008S3290006Cr26Ni4Mo20.080.750.0400.03023.00~28.002.50~1.00~25Cr雙相鋼，40.0≤PREN≤48.0S22553S31803022Cr25Ni6Mo2N0.0300.0300.03024.00~26.005.50~6.501.20~0.10~0.20S22583S31260022Cr25Ni7Mo3WCuN0.0300.750.0300.03024.00~26.005.50~2.50~0.10~0.300.20~0.800.10~0.50S25073S32750022Cr25Ni7Mo4N0.0300.800.0350.02024.00~26.006.00~8.003.00~0.24~0.320.50S25554S3255003Cr25Ni6Mo3Cu2N0.0400.0350.03024.00~27.004.50~6.502.90~0.10~0.251.50~表A.1雙相不銹鋼的牌號(hào)及化學(xué)成分(續(xù))統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)牌號(hào)化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))%UNSbCMnPSNiMoN25Cr雙相鋼，40.0≤PREN≤48.0S27603S32760022Cr25Ni7Mo4WCuN0.0300.0300.01024.00~26.006.00~8.003.00~4.000.20~0.300.50~0.50~S22582S39277019Cr25Ni7Mo4Cu2WN0.0250.800.0250.00224.00~26.006.50~8.003.00~4.000.23~0.331.20~0.80~S22584S39274022Cr25Ni7Mo3W2CuN0.0300.800.0300.02024.00~26.006.00~8.002.50~0.24~0.320.20~0.801.50~27Cr雙相鋼，48.0≤PREN≤55.0,Cr≤33.0%S27073S32707022Cr28Ni8Mo4CoN0.0300.500.0300.01026.00~29.005.50~9.504.00~0.30~0.50注：表中所列成分除標(biāo)明范圍，其余均為最大值。aISC是Ironandsteelcode的縮寫，來自GB/T20878。bUNS是Unifiednumberingsystem的縮寫，來自ASTMA959。(資料性)B.2電解腐蝕技術(shù)是將試樣作為陰極的直流電解過程，陰極材料可以是不銹鋼或鉑，試樣表面的導(dǎo)電連接可以通過使用鉑(或其他貴金屬材料)電線接觸其表面來實(shí)現(xiàn)。與化學(xué)腐蝕和著色腐蝕相比，電解表B.1雙相不銹鋼適用的腐蝕方法方法化學(xué)成分腐蝕技術(shù)應(yīng)用腐蝕劑即配即用，不能進(jìn)行儲(chǔ)存腐蝕溫度為室溫到60℃作為測定金屬間相和氮化物析出物的腐蝕劑奧氏體鐵和鐵素體對(duì)比度差，不適用60%HNO?電解腐蝕，通常電壓：1.0V～2.0V,時(shí)間：10s～120s(不銹鋼作為陰極)對(duì)電壓和陰極材料敏感性高適合描繪顯微組織、顯示金屬間相及氮化物析出物，輕度暗化鐵素體Murakami法(村上法)著色腐蝕，腐蝕劑即配即用腐蝕劑化學(xué)成分可以進(jìn)行多種修改20℃:短時(shí)間顯示碳化物，大約3min后可模糊顯示金屬間相75℃~100℃:可清晰地顯示金屬間相Beraha法(貝拉哈法)電解腐蝕，腐蝕劑即配即用在室溫中浸入，直到觀察到試樣著色基于合金抗腐蝕性能的差異，鹽酸含量也要進(jìn)行改變注：雙相不銹鋼的腐蝕方法不限于以上的建議腐蝕方法。(規(guī)范性)圖C.2二值分割后的析出有害相的相界(綠色相界)和未析出有害相的相界(紅色相界)型B組選用Ⅱ系列圖譜(見圖C.4)。在檢驗(yàn)面上選取最嚴(yán)重的視場與圖C.3和圖C.4中的評(píng)級(jí)圖比C.1.3對(duì)于焊接件，焊縫填充金屬的化學(xué)成分與母材相同時(shí)，參照母材的耐點(diǎn)蝕當(dāng)量對(duì)應(yīng)的評(píng)級(jí)圖進(jìn)a)P≤2%,500×b)P≤2%,1000×圖C.3有害相I系列評(píng)級(jí)圖(20Cr雙相型A組)c)P≤10%,500×d)P≤10%,1000×e)P≤20%,500×f)P≤20%,1000×圖C.3有害相I系列評(píng)級(jí)圖(20Cr雙相型A組)(續(xù))P≤30%,500×i)P≤40%,500×h)P≤30%,1000×j)P≤40%,1000×圖C.3有害相I系列評(píng)級(jí)圖(20Cr雙相型A組)(續(xù))20k)P≤50%,500×m)P≤60%,500×n)P≤60%,1000×圖C.3有害相I系列評(píng)級(jí)圖(20Cr雙相型A組)(續(xù))210)P≤70%,500×圖C.3有害相I系列評(píng)級(jí)圖(20Cr雙相型A組)(續(xù))a)P≤2%.500×b)P≤2%.1000×GB/T39077—2024c)P≤10%,500×d)P≤10%,1000×e)P≤20%,500×f)P≤20%,1000×圖C.4有害相Ⅱ系列評(píng)級(jí)圖(20Cr雙相型B組)(續(xù))23P≤30%,500×i)P≤40%,500×h)P≤30%,1000×j)P≤40%,1000×圖C.4有害相Ⅱ系列評(píng)級(jí)圖(20Cr雙相型B組)(續(xù))k)P≤50%,500×m)P≤60%,500×n)P≤60%,1000×圖C.4有害相Ⅱ系列評(píng)級(jí)圖(20Cr雙相型B組)(續(xù))0)P≤70%,500×p)P≤70%,1000×圖C.4有害相Ⅱ系列評(píng)級(jí)圖(20Cr雙相型B組)(續(xù))C.2定量計(jì)算法在檢驗(yàn)面上隨機(jī)選取五個(gè)視場測量，每個(gè)視場面積應(yīng)不小于0.0065mm2,取其平均值作為測量結(jié)果。有害相的相界百分含量P按式(C.1)計(jì)算。浸蝕出的孿晶界不參與計(jì)算，應(yīng)扣除。仲裁時(shí)應(yīng)用定S?——有害相的相界占視場總面積的百分比；S?——視場中總相界占視場總面積的百分比。C.3有害相的相界百分含量與夏比沖擊吸收能對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)用示例C.3.1圖C.5為20Cr雙相型A組中S21013板材(厚度10mm)顯微組織中存在的有害相。有害相的相界百分含量為10%,對(duì)應(yīng)的夏比沖擊吸收能量KV?為70J。26C.3.2圖C.6為20Cr雙相型B組中S23043板材(厚度10mm)顯微組織中存在的有害相。有害相的相界百分含量P為40%,對(duì)應(yīng)的夏比沖擊吸收能量KV,為100J。圖C.6S23043板材(厚度10mm)中的有害相27材料類型溫度產(chǎn)品或檢驗(yàn)部位質(zhì)量等級(jí)QL最小平均沖擊吸收能單個(gè)最小沖擊吸收能量縱向橫向縱向橫向20Cr雙相型A組23±5板材、管材C及配件不適用棒材—鍛件、鑄件及熱等靜壓產(chǎn)品焊接接頭20Cr雙相型B組22Cr雙相型25Cr雙相型27Cr雙相型—46±5板材、管材C及配件IⅡ棒材IⅡ鍛件、鑄件及熱等靜壓產(chǎn)品IⅡ焊接接頭IⅡa低于規(guī)定溫度下的測試是可接受的。b小尺寸試樣的最小沖擊吸收能量由供需雙方協(xié)商確定。c包括在溶液退火條件下焊管和相關(guān)焊縫金屬。28GB/T39077—2024材料類型℃℃協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議29[2]ISO15156-3Petroleumandnaturalgasindustries—MaterialsforuseinH?S-containingenvironmentsinoilandgasproduction—Part3:Cracking-resistantCRAs(corrosion-resistantalloys)[3]ISO17781:2017Petroleum,petrochemicalandnaturalgasindustries—T