我國(guó)新(xīn)标准GB/T 20878-2007《不锈钢和耐热钢 牌号及化學(xué)成分(fēn)》中加入了许多(duō)双相不锈钢牌号。如：14Cr18Ni11Si4AlTi、 022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多(duō)的牌号见标准。
西安双相不锈钢管一般可(kě)分(fēn)為(wèi)低合金型、中合金型、高合金型和超级双相不锈钢型四类。
常用(yòng)双相不锈钢牌号和各國(guó)牌号的近似值对照如下表：
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型号\國(guó)家 |
中國(guó) |
美國(guó) |
瑞典 |
德國(guó) |
法國(guó) |
日本 |
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低合金型 |
00Cr23Ni4N |
UN23 (SAF2304） |
SS232 （SAF2304） |
W．Nr.1.4362 |
UR35N |
DP11 |
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中合金型 |
00Cr18Ni5Mo3Si2 00Cr22Ni5Mo3N |
UNS S31500 UNS S31803 |
SS2376(3RE60) SS2377(SAF2205) |
W.Nr.1.4417 W.Nr.1.4462 |
UR45N |
DP1 DP8 |
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高合金型 |
0Cr25Ni5Mo2 00Cr25Ni7Mo3WCuN |
UNS S32900 UNS S31260 |
SS2324(10RE51) |
W.Nr.1.4460 W.Nr.1.4501 |
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329J1 329J2L |
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超级双相钢 |
00Cr25Ni7Mo4N 00Cr25Ni6Mo3CuN |
UNS S32750 UNS S32550 |
SS2328(SAF2507) |
W.Nr.1.4410 W.Nr.1.4507 |
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UR52N+ |
常用(yòng)双相不锈钢的性能(néng)：
1．化學(xué)成分(fēn)（%）
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钢号 |
C≤ |
Mn≤ |
Si≤ |
S≤ |
P≤ |
Cr |
Ni |
Mo |
Cu≤ |
N |
|
S32750((SAF2507) 00Cr22Ni7Mo4N |
0.03 |
1.20 |
0.80 |
0.020 |
0.035 |
24.0/ 26.0 |
6.0/ 8.0 |
3.0/ 5.0 |
0.50 |
0.24/ 0.32 |
|
S31803（SAF2205） 00Cr22Ni5Mo3N |
0.03 |
2.00 |
1.0 |
0.02 |
0.030 |
21.0/ 23.0 |
4.50/ 6.50 |
2.50/ 3.50 |
|
0.08/ 0.20 |
|
S31500（3RE60） 00Cr18Ni5Mo3Si2 |
0.03 |
1.2/ 2.00 |
1. 4/ 2.00 |
0.030 |
0.030 |
18.0/ 19.0 |
4.25/ 5.25 |
2.50/ 2.00 |
|
0.05/ 0.10 |
2．机械性能(néng)：
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热处理(lǐ)制度℃ |
Ab（MPa）≥ |
As（MPa）≥ |
∮≥ |
布氏 |
洛氏 |
|
S32750（SAF2507） 00Cr22Ni5Mo3N |
1025-1125 水 |
800 |
550 |
15 |
310 |
32 |
|
S31803（SAF2205） 00Cr22Ni5Mo3N |
1020-1100 |
620 |
450 |
25 |
290 |
30.5 |
|
S31500（3RE60） 00Cr18Ni5Mo3Si2 |
980-1040 |
630 |
440 |
30 |
290 |
30.5 |
3．西安双相不锈钢管的连续使用(yòng)温度范围為(wèi)-50℃-60℃。热加工温度应不低于950℃。
双相不锈钢是指它的微观组织是由铁素體(tǐ)相和奥氏體(tǐ)相二组成的材料，二相各约占50%。在实际使用(yòng)中其中一相约在40-60%之间较為(wèi)合适。
根据两相组织的特点，通过正确控制化學(xué)成分(fēn)和热处理(lǐ)工艺，将奥氏體(tǐ)不锈钢所具有(yǒu)的优良韧性和焊接性与铁素體(tǐ)不锈钢所具有(yǒu)的较高强度和耐氯化物(wù)应力腐刨性能(néng)结合在一起，304不锈钢管使双相不锈钢成為(wèi)一类集优良的耐腐蚀、高强度和易于加工制造等诸多(duō)优异性能(néng)于一身的钢种。它们的物(wù)理(lǐ)性能(néng)介于奥氏體(tǐ)不锈钢和铁素體(tǐ)不锈钢之间，但更接近于铁素體(tǐ)不锈钢和碳钢。双相不锈钢的耐耐氯化物(wù)孔蚀和缝隙腐蚀能(néng)力与铬、钼和氮含量有(yǒu)关，其耐钇蚀和缝隙腐蚀能(néng)力可(kě)以类假于316不锈钢，或者高于海水用(yòng)不锈钢如6%MO奥氏體(tǐ)不锈钢。所有(yǒu)的双相不锈钢耐氯化物(wù)应力腐蚀断裂的能(néng)力均明显强于300系列奥氏體(tǐ)不锈钢，而且其强度也大大高于奥氏體(tǐ)不锈钢，同时表现出良好的塑性和韧性。
双相不锈钢各种产品形式： 板材和带材 管---焊管和无缝管 锻材 管件和法兰 棒和丝
西安双相不锈钢管一般可(kě)分(fēn)為(wèi)四类： 类低合金型，代表牌号UNSS32304，钢中不含钼，PREN：24-25，耐应力腐蚀方面可(kě)代替AISI304或是316使用(yòng)。**类中合金型，代表牌号UNSS31803，PREN：32-33耐蚀性能(néng)介于AISI316L和6%MO+N奥氏體(tǐ)不锈钢之间。第三类高合金型，一般含25%CR，还含有(yǒu)钼和氮，有(yǒu)的还含有(yǒu)铜和钨，标准牌号有(yǒu)UNSS32550，PREN：38-39耐蚀性能(néng)高于22%Cr双相不锈钢。第四类超级双相不锈钢型，含高钼和氮，标准牌号有(yǒu)UNSS32750，有(yǒu)的也含钨和铜，PREN>40可(kě)使用(yòng)于苛刻的介质条件，具有(yǒu)良好的耐蚀与力學(xué)综合性能(néng)，可(kě)与超级奥氏體(tǐ)不锈钢相媲美。（注：PREN：孔蚀抗力当量值）
化學(xué)成分(fēn) 双相钢的*主要合金元素是Cr、Ni、Mo和N。其中Cr、Mo為(wèi)增加铁素體(tǐ)含量，而Ni、N為(wèi)奥氏體(tǐ)稳定元素。有(yǒu)些钢种还有(yǒu)Mn、Cu、W等元素。Cr、Ni、Mo能(néng)改进抗腐蚀性。在含氯化物(wù)的环境中其抗点蚀及裂缝腐蚀的性能(néng)特别好。
1．化學(xué)成分(fēn)（％）
表1
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牌号 |
C |
Cr |
Ni |
Mo |
N |
P |
S |
|
SAF2205 |
0.030 |
21.0-23 |
4.5-6.5 |
2.5-3.5 |
0.08-0.2 |
0.030 |
0.030 |
|
SA2507 |
0.030 |
24.0-26 |
6.0-8.0 |
3.0-5.0 |
0.32 |
0.035 |
0.020 |
2． 机械性能(néng) 双相钢机械性能(néng)取决于产品形式及*终热处理(lǐ)，下表列出了规定的极限
表2
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项目牌号 |
试验温度 |
RP0.2N/MM2 |
RM0.2N/MM2 |
A5% |
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|
SAF2205 |
室温 |
450 |
620 |
25 |
|
|
100 |
360 |
|
|
||
|
150 |
335 |
|
|
||
|
200 |
310 |
|
|
||
|
250 |
295 |
|
|
||
|
300 |
285 |
|
|
||
|
SA2507 室温 |
550 |
800 |
1000 |
46 |
|
|
100 |
450 |
|
|
||
|
200 |
400 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
在-50度-280度温度范围同，双相不锈钢具有(yǒu)很(hěn)好的机械性能(néng)，当双相钢長(cháng)期承受300度以上高温时，其微机组织会发生变化并导致韧性下降，然而，韧性的降低并不一定对处于工作温度的材料性能(néng)产生影响。 腐蚀性能(néng) 跟类似合金含量的奥氏體(tǐ)钢种相比，双相钢和超级双相钢基體(tǐ)材料具有(yǒu)类心抗点蚀和裂纹腐蚀性能(néng)，但一般具有(yǒu)极好的抗应力腐蚀有(yǒu)机酸腐蚀的能(néng)力。在工业界按照孔蚀抗力当量值PREN来表示抗点蚀等级是众所周知的。
物(wù)理(lǐ)性能(néng)：双相钢热传导率列于下表中，并与316L相比较。热传导率W/M摄氏率
表3
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温度 |
牌号 |
||
|
SAF2205 |
SAF2507 |
AISI316L |
|
|
20 |
19 |
16 |
15 |
|
100 |
19 |
17 |
16 |
|
200 |
21 |
19 |
17.5 |
|
300 |
23 |
20 |
19 |
西安双相不锈钢管的热膨胀与碳钢接近，这使双相钢与奥氏體(tǐ)不锈钢相比，具有(yǒu)明显的优势。 金相组织我公司使用(yòng)于西气东输的UNSS31803双相不锈钢的微观组织图如下，其铁素體(tǐ)含量54%
西安双相不锈钢管优势
1、与奥氏體(tǐ)不锈钢相比
1）服强度比普通奥氏體(tǐ)不锈钢高一倍多(duō)，且具有(yǒu)成型需要的足够的塑韧性。采用(yòng)双相不锈钢制造储罐或压力容器的厚度要比常用(yòng)奥氏體(tǐ)不锈钢减少30-50%，有(yǒu)利于降低成本。
2）具有(yǒu)优异的耐应力腐蚀破裂的能(néng)力，尤其在含氯离子的环境中，即使是含合金量*低的双相不锈钢也有(yǒu)比奥氏體(tǐ)不锈钢更高的耐应力腐蚀断裂的能(néng)力，应力腐蚀是普通奥氏體(tǐ)不锈钢难以解决的突出问题。
3）在许多(duō)介质中应用(yòng)*普通的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L奥氏體(tǐ)不锈钢，而超级双相不锈钢具有(yǒu)极高的耐腐蚀性，在一些介质中，如醋酸、甲酸等甚至可(kě)以取代高合金奥氏體(tǐ)不锈钢，乃至耐蚀合金。
4）具有(yǒu)良好的耐局部腐蚀性能(néng)，与合金含量相发的奥氏本不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和腐蚀疲劳性能(néng)都优于奥氏體(tǐ)不锈钢。
5）比奥氏體(tǐ)不锈钢線(xiàn)膨胀系数低，与碳钢接近，适合与碳钢连接，具有(yǒu)重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。
2、与铁素不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：
1）综事力學(xué)性能(néng)比铁素體(tǐ)不锈钢高，尤其是塑韧性。不像铁素本不锈钢那样对脆性敏感。
2）除耐应力腐蚀性能(néng)外，其他(tā)耐局部腐蚀性能(néng)都优于铁素體(tǐ)不锈钢。
3）冷加工工艺性能(néng)和冷成型性能(néng)遠(yuǎn)优于铁素體(tǐ)不锈钢。
4）焊接性能(néng)遠(yuǎn)优于铁素體(tǐ)不锈钢，一般焊前不需预热焊后不需热处理(lǐ)。
5）应用(yòng)范围较铁素體(tǐ)不锈钢宽。
应用(yòng)情况
由于双相钢强度高，它往往可(kě)以节约材料，如减少管子的壁厚。以一為(wèi)SAF2205、SAF2507的用(yòng)途。 SAF2205适用(yòng)于含氯环境中，该材料适用(yòng)于混有(yǒu)氯化物(wù)的炼油或其它工艺介质中。SAF2205尤其适用(yòng)于使用(yòng)含氯水溶液或微咸水作為(wèi)冷却介质的热交换器。该材料同样也适用(yòng)于稀释的硫酸溶液和纯有(yǒu)机酸及其混合液。 如：石油和天然气工业中的油管：炼油厂中的原油脱盐，含硫气體(tǐ)净化，废水处理(lǐ)设备；使用(yòng)微咸水或含氯溶液的冷却系统。
SAF2205双相不锈钢的应用(yòng)
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序号 |
设备名称 |
介质条件 |
原用(yòng)材料及及问题 |
双相钢使用(yòng)情况 |
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1 |
油田、油井口的输送管道 |
水/油：91/10，H2S：2%，NaCI：9%，CO2：2%~3%，pH：4.5~6，115℃~140℃，7MPA |
碳钢衬里使用(yòng)3~9个月，304短时间即产生SCC |
自1980年开始使用(yòng) |
|
2 |
油田用(yòng)空气冷却器 |
水/油：91/10，H2S：2%，NaCI：9%，CO2：2-3%，pH：4.5~6，80℃~110℃，7MPa |
|
|
|
3 |
炼油厂馏分(fēn) |
管程：水，28℃~45℃ |
碳钢使用(yòng)1年，321使用(yòng)半的出现孔蚀及SCC |
自1985年开始使用(yòng) |
|
4 |
炼油厂加氢裂经塔的空气冷却塔 |
0.1 kPa ~1kPa |
碳钢和13%~17%Cr铁素本不锈钢易损坏 |
自1983年开始使用(yòng) |
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5 |
聚乙烯产品冷却器 |
管程：聚乙烯气本混合物(wù)，100℃，2MPa 壳程：含约100×10-6CI的淡水，材料温度<100℃ |
304L管板因SCC损坏 |
换用(yòng)SAF2205钢后情况良好 |
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6 |
近海气田用(yòng)空气冷却器 |
管程：CO2：25%，含CI的湿天然气，90℃，13MPa |
|
自1980年开始使用(yòng) |
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7 |
生产纯碱用(yòng)的海水热交换器 |
管程：海水，入口温度12℃~31℃，出口温度40℃~60℃，壳程：NH357%，CO233%，H2O10%，不含氧的H2S，出口温度 |
TI焊管2-3年焊缝损坏，TI地缝管使用(yòng)7-8年后失效 |
自1983年开始使用(yòng) |
SAF2507是专為(wèi)苛刻的含氯环境而开发的，在加工工业中也有(yǒu)许多(duō)重要应用(yòng)。
