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泵雙相不銹鋼材料
作者:泵 來(lái)源:雙相不銹鋼 發(fā)布時(shí)間:2023-01-06
    雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,簡(jiǎn)稱DSS),指鐵素體與奧氏體各約占50%,一般較少相的含量少也需要達(dá)到30%的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。
     該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn),與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無(wú)室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時(shí)還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高,具有超塑性等特點(diǎn)。與奧氏體不銹鋼相比,強(qiáng)度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能,也是一種節(jié)鎳不銹鋼。
一、雙相不銹鋼分類
     一類屬低合金型,代表牌號(hào)UNS S32304(23Cr-4Ni-0.1N),鋼中不含鉬,PREN值為24-25,在耐應(yīng)力腐蝕方面可代替AISI304或316使用。
     二類屬中合金型,代表牌號(hào)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。
     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(hào)UNSS32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N),PREN值為38-39,這類鋼的耐蝕性能高于22%Cr的雙相不銹鋼。
     四類屬超級(jí)雙相不銹鋼型,含高鉬和氮,標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)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(jí)奧氏體不銹鋼相媲美。
二、結(jié)構(gòu)與類型
      雙相不銹鋼由于具有奧氏體+鐵素體雙相組織,且兩個(gè)相組織的含量基本相當(dāng),故兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)。屈服強(qiáng)度可達(dá)400Mpa ~ 550MPa,是普通奧氏體不銹鋼的2倍。與鐵素體不銹鋼相比,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475℃脆性、熱導(dǎo)率高、線膨脹系數(shù)小,具有超塑性及磁性等。與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的強(qiáng)度高,特別是屈服強(qiáng)度顯著提高,且耐孔蝕性、耐應(yīng)力腐蝕、耐腐蝕疲勞等性能也有明顯的改善。
  雙相不銹鋼按其化學(xué)成分分類,可分為Cr18型、Cr23(不含Mo)型、Cr22型和Cr25型四類。對(duì)于Cr25型雙相不銹鋼又可分為普通型和超級(jí)雙相不銹鋼,其中應(yīng)用較多的是Cr22型和Cr25型。我國(guó)采用的雙相不銹鋼以瑞典產(chǎn)居多,具體牌號(hào)有:3RE60(Cr18型),SAF2304 (Cr23型),SAF2205 (Cr22型),SAF2507(Cr25型)。
三、雙相不銹鋼牌號(hào)
    我國(guó)新標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化學(xué)成分》中加入了許多雙相不銹鋼牌號(hào)。如:14Cr18Ni11Si4AlTi、 022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。
另外:著名的2205雙相鋼相當(dāng)于我國(guó)的022Cr23Ni5Mo3N.。
四、雙相鋼性能特點(diǎn)
     由于兩相組織的特點(diǎn),通過(guò)正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝,使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn),它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)度和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起,正是這些優(yōu)越的性能使雙相不銹鋼作為可焊接的結(jié)構(gòu)材料發(fā)展迅速,80年代以來(lái)已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不銹鋼并列的一個(gè)鋼類。雙相不銹鋼有以下性能特點(diǎn):
1)含鉬雙相不銹鋼在低應(yīng)力下有良好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能。一般18-8型奧氏體不銹鋼在60°C以上中性氯化物溶液中容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂,在微量氯化物及硫化氫工業(yè)介質(zhì)中用這類不銹鋼制造的熱交換器、蒸發(fā)器等設(shè)備都存在著產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂的傾向,而雙相不銹鋼卻有良好的抵抗能力。
2)含鉬雙相不銹鋼有良好的耐孔蝕性能。在具有相同的孔蝕抗力當(dāng)量值(PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%)時(shí),雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼的臨界孔蝕電位相仿。雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼耐孔蝕性能與AISI 316L相當(dāng)。含25%Cr的,尤其是含氮的高鉻雙相不銹鋼的耐孔蝕和縫隙腐蝕性能超過(guò)了AISI 316L。
3)具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。在某些腐蝕介質(zhì)的條件下,適用于制作泵、閥等動(dòng)力設(shè)備。
4)綜合力學(xué)性能好。有較高的強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度,屈服強(qiáng)度是18-8型奧氏體不銹鋼的2倍。固溶態(tài)的延伸率達(dá)到25%,韌性值A(chǔ)K(V型槽口)在100J以上。
5)可焊性良好,熱裂傾向小,一般焊前不需預(yù)熱,焊后不需熱處理,可與18-8型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接。
6)含低鉻(18%Cr)的雙相不銹鋼熱加工溫度范圍比18-8型奧氏體不銹鋼寬,抗力小,可不經(jīng)過(guò)鍛造,直接軋制開坯生產(chǎn)鋼板。含高鉻(25%Cr)的雙相不銹鋼熱加工比奧氏體不銹鋼略顯困難,可以生產(chǎn)板、管和絲等產(chǎn)品。
7)冷加工時(shí)比18-8型奧氏體不銹鋼加工硬化效應(yīng)大,在管、板承受變形初期,需施加較大應(yīng)力才能變形。
8)與奧氏體不銹鋼相比,導(dǎo)熱系數(shù)大,線膨脹系數(shù)小,適合用作設(shè)備的襯里和生產(chǎn)復(fù)合板。也適合制作熱交換器的管芯,換熱效率比奧氏體不銹鋼高。
9)仍有高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆性傾向,不宜用在高于300°C的工作條件。雙相不銹鋼中含鉻量愈低,σ等脆性相的危害性也愈小。

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