> 雙相不鏽鋼-S31803/S32205

雙相不鏽鋼

性能特點

  雙相不鏽鋼(S31803/S32205/S32900)結合了肥粒鐵和奧斯田鐵鋼的諸多優點。鉻、氮、鉬的含量高,這類鋼材具有很好的腐蝕性能。雙相組織有助於得到高強度和高耐應力腐蝕破裂性能。雙相不鏽鋼也具有良好的焊接性。

  • 極佳的耐腐蝕性,高耐應力腐蝕破裂和腐蝕疲勞性能
  • 高機械強度,良好的耐磨損耐疲勞性能
  • 低熱膨脹

應用

  • 化工業、紙業、煉油業
  • 海水淡化設備、海水系統
  • 化學品運輸船貨艙和管道系統
  • 海上平台的防火和防爆牆
  • 橋樑、結構設計元件
  • 壓力容器、熱交換器
  • 渦輪葉片和傳動軸
化學成份與機械性質(代表值)
材質 鉻Cr 鎳 Ni 鉬 Mo 氮 N PRE Y.S. 
MPa
T.S. 
MPa
E.L. 
硬度 
HB 
2101 21 1 0.3 0.2 26 530 700 30 230
2304 23 4 0.3 0.1 26 400 600 25 225
2205 22 5 3 0.2 35 450 655 25 250
2507 25 7 4 0.25 42 550 795 15 255

  

金相組織

  雙相不鏽鋼(S31803/S32205/S32900)在固溶條件下可得到近乎等量的肥粒鐵和奧斯田鐵。雙相不鏽鋼比奧斯田鐵更容易產生相析出的現象,脆化並降低耐蝕性。脆化溫度範圍發生在600~950℃與350~525℃。因此應避免長時間曝露在這些溫度範圍中。在正常焊接和熱處理操作中,脆化的風險比較低。 

耐蝕性

  耐孔蝕當量PRE =%Cr + 3 , 3x % Mo + 1 6x % N。此一數值提供簡易的材料耐腐蝕性辨識方法,數值越大代表耐腐蝕性越好。雙相不鏽鋼在各種環境中提供了很寬的耐蝕性範圍。腐蝕度低於0.1毫米/年,一般就認為具有良好的耐腐蝕性。由於雙相不鏽鋼的鉻含量較高,所以在很多腐蝕觸媒中都有優異的耐蝕性。 

  孔蝕和間隙腐蝕性能隨著鋼材中鉻、鉬和氮含量的增加而提高。鹽霧試驗可測得臨界孔蝕溫度-CPT。在這個溫度下孔蝕開始發生。ASTM G48方法F-在6 % FeCl3 + 1 % HCI中測量的典型臨界間隙腐蝕溫度  CCT  。不同產品和不同表面處理可能顯示出不同於圖中的CCT值。

  奧斯田鐵系不鏽鋼在高溫含氣化物環境下可能發生應力腐蝕破裂- SCC 。雙相不鏽鋼則不太容易發生這種類型的腐蝕。CCT 圖中所示為這種試驗的結果。很明顯雙相不鏽鋼勝過 304L和  316L 奧斯田鐵不鏽鋼。

  硫化氫和氯化物存在環境中時會增加應力腐蝕破裂的風險,在油井的鑽探中可能就存在這種環境。S31803已被證明具有良好的耐應力腐蝕破裂性,為NACE MR0175(標準材料規範-高硫含量油田環境中耐硫化物應力破裂和應力腐蝕的金屬)認可的材料。 
  雙相組織與碳含量低,造就雙相不鏽鋼耐晶間腐蝕的性能非常好。其成份確保了焊接後在熱影響區重新形成奧斯田鐵相,大大降低了碳化物和氮化物在晶界析出的風險。
  結合了高硬度和良好的耐蝕性,雙相不鏽鋼據有優異的耐沖蝕腐蝕性能。因此應用在會對結構造成磨損的含顆粒的流體沖刷就相當有益,例如夾帶砂與鹽結晶體的管線系統。
高機械強度和非常好的耐蝕性賦予雙相不鏽鋼很高的腐蝕疲勞強度。2205和316L在人工海水中的S-N曲線顯示,2205的腐蝕疲勞強度較316L高得多。

雙相不鏽鋼2205

化學成份:

 

UNS

碳C

矽Si

錳Mn

磷P

硫S

鉻Cr

鎳Ni

鉬Mo

N

S31803

≤0.030

≤1.00 

≤2.00 

≤0.030

≤0.020

21.0-23.0 

4.5-6.5 

2.5-3.5

0.08-0.20

S32205

≤0.030

≤1.00 

≤2.00 

≤0.030

≤0.020

22.0-23.0 

4.5-6.5 

3.0-3.5

0.14-0.20

 

 

Mechanical Properties (ASTM A182):

 

UNS

屈服強度

抗拉強度

伸長率

R.A. %

硬度

S31803(F51)

≥450MPa

≥620MPa

≥25%

≥45%

--

S32205(F60)

≥450MPa

≥655MPa

≥25%

≥45%

--

 

 

 

特性:

 

  UNS S31803,UNS S32205通常被稱為的雙相2205,其包含比例大約相等的鐵素體和奧氏體的混合組織。是“雙相”不銹鋼名稱來源。在超過70年前瑞典開發,於亞硫酸鹽造紙行業中,被用來克服軸承冷卻水和其他腐蝕性化學產品造成的腐蝕問題。之後,刻意將氮作為合金劑,迅速成為雙相主流的不銹鋼組成合金成分。

 

  當說到2205雙相鋼,即是指定UNS S31803/F51鋼種牌號。而UNS S32205/F60,則是可符合2205但取其較高的耐腐蝕的成分範圍。 即UNS S32205中要求含有較高的鉻、氮、鉬含量範圍,從而保證了更好的耐腐蝕性。通常工廠會生廠出S32205,使其成分符合兩個牌號的產品UNS S31803/S32205 。

 

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