2205的化学成分.docx

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2205的化学成分

双相不锈钢2205化学成分及用途

双相不锈钢2205（00Cr22Ni5Mo3N,S31803）的化学成份%

牌号

C

≤

Mn

≤

P

≤

S

≤

Si

≤

Ni

Cr

Mo

N

2205

0.030

2.0

0.03

0.02

1.0

4.5-6.5

21-23

2.5-3.5

0.08-0.2

双相不锈钢2205（00Cr22Ni5Mo3N,S31803）的机械性能

牌号

温度/状态

屈服强度σb

      ≥（ksi）

抗拉强度σ0.2

          ≥（ksi）

伸长率δ

标距2in或50mm（或4D）,≥,%

2205的板

70oC/退火

75

105

35

2205的板

200oC/退火

50

90

2205的板

400oC/退火

45

80

2205的板

600oC/退火

40

79

双相不锈钢2205的用途：

用于炼油,化肥,造纸,石油,化工等耐海水耐高温浓硝酸等的热交换器和冷淋器及器件

一般属性

2205双相不锈钢是由22%铬,3%钼及5-6%镍氮构成的双相不锈钢。

它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。

抗腐蚀能力

均匀腐蚀

由于铬含量（22%），钼（3%）及氮含量（0.18%）,2205的抗腐蚀特性在大多数环境下优于316L和317L。

局部抗腐蚀

2205中铬、钼及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中,对点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能力。

在含2000ppm氯化物的硫酸溶液中的腐蚀曲线4mpy（0.1mm/yr）

抗应力腐蚀

不锈钢的双相微观结构有助于提高不锈钢的抗应力腐蚀龟裂能力。

在一定的温度、应张力、氧气及氯化物存在的情况下,奥氏体不锈钢会发生氯化物应力腐蚀。

由于这些条件不易控制，因此304L、316L和317L的使用在这方面受到限制。

抗腐蚀疲劳

2205合金的高强度及抗腐蚀能力使其具有很高的抗腐蚀疲劳强度。

加工设备易受腐蚀环境和加载循环的影响，2205的特性非常适合这样的应用。

采用AvestaPolarit蚀损电池测得1MNaCl中蚀损临界温度。

在10%FeCl3·6H2O中的隙腐蚀临界温度

湿处理磷酸中的均匀腐蚀

腐蚀率,ipy

等级

溶液A,1401/4F

溶液B,1201/4F

2205

3.1

3.9

316L

>200

>200

904L

47

6.3

成份,wt%

P2O5

HCl

HF

H2SO4

Fe2O3

SolA54.0

0.06

1.1

4.1

0.27

SolB27.5

0.34

1.3

1.72

0.4

成份,wt%

P2O5

Al2O

SiO2

CaO

MgO

SolA54.0

0.17

0.10

0.20

0.70

SolB27.5

0.01

0.3

0.02

--

应力腐蚀龟裂

等级

沸腾的42%MgCI2

WickTest

沸腾的25%NaCI

2205

F

P

P

254SMO®

F

P

P

Type316L

F

F

F

Type317L

F

F

F

Alloy904L

F

ForP

ForP

Alloy20

F

P

P

（p=通过F=未通过）

化学成分

平均值（重量%）

C

Cr

Ni

Mo

N

Others

0.020

22.1

5.6

3.1

0.18

S=0.001

PREN=[Cr%]=3.3[Mo%]=16[N%]≥34

机械特性

室温下机械特性

ASTMA240

平均值

屈服强度（0.2%）,ksi

65最小值

74

抗拉强度,ksi

90最小值

105

延展率,%

25最小值

30

硬度HB

293最大值

256

高温下抗拉性能

温度?

F

122

212

392

572

屈服强度（0.2%）,ksi

60

52

45

41

抗拉强度,ksi

96

90

83

81

物理特性

温度°F

68

212

392

572

密度

lb/in3

0.278

--

--

--

弹性模量

psix106

27.6

26.1

25.4

24.9

线膨胀（681?

4F-T）

10-6/°F

--

7.5

7.8

8.1

导热系数

Btu/hft.°F

8.7

9.2

9.8

10.4

热容量

Btu/lb/°F

0.112

0.119

0.127

0.134

电阻率

inx10-6

33.5

35.4

37.4

39.4

结构

2205的化学成分在经过1900°/1922°F（1040°/1080°C）固熔退火处理后,可获得理想的微观结构50α/50γ。

如果热处理的温度高于2000°F,可能会导致铁素体成分的增加。

像其他的双相不锈钢一样,2205合金易受金属间相析出的影响。

金属间相在1300°F和1800°F

之间析出,在1600°F温度下,其析出速度最快。

因此,我们需对2205进行试验，确保无金属间相，,试验参考ASTMA923。

加工

热成形

我们建议成形应尽量在600°F温度以下进行。

在进行热成形处理时,整个工件应整体受热,应在1750°F到2250°F的温度范围内进行,2205合金在此温度下非常柔软。

如果温度过高,2205合金易于热撕裂。

如果低于此温度,奥氏体就会发生断裂。

低于1700°F时,由于温度和形变的影响,金属间相会很快形成。

热成形进行完后,应立即对其在最低为1900°F的温度下进行固熔退火,并进行淬火来还原其相位平衡、韧性及抗腐蚀能力。

我们不建议进行应力消除,但如果必须这样做,材料应在最低为1900°F的温度下进行固熔退火,然后迅速冷却,进行水淬火。

冷成形

2205合金可以进行切割和冷成形。

然而,由于2205合金自身的高强度及硬度,它比奥氏体钢铁更需要进行冷成形,也正因为它的高强度,要充分考虑到回弹的因素。

热处理

2205合金应在最低为1900°F的温度下进行退火处理,然后迅速冷却,进行水淬火。

这项处理应用于固熔退火及应力解除。

应力解除处理如在低于1900°F的温度下进行,容易导致有害的金属或非金属相位的析出。

机械切削性

在高速的机床上,2205合金的进给率和切削速度和316L是一样的。

如果采用炭化刀,切割速度与316L相比降低了大约20%,机器设备及其部件的性能在此起着关键性的作用。

焊接

2205合金的焊接性很好。

2205合金所要达到的性能为焊接金属和热变质部分仍然保持和基底金属同样的抗腐蚀能力、强度及韧性。

2205的焊接难度不大,但需设计其焊接程序,以便焊接后,可以保持良好的相位平衡状态,避免有害的金属相位或非金属相位的析出。

2205可在以下设备中进行焊接:

GTAW（TIG）;GMAW（MIG）;SMAW（“stick”electrode）;SAW;FCW;andPAW.

抗腐蚀能力

均匀腐蚀

SAF2507的较高的铬及钼含量使其对有机酸如甲酸、乙酸等具有较强的抗整体腐蚀的能力。

SAF2507合金对无机酸,尤其是那些包含氯化物的无机酸也具有较强的抗腐蚀能力。

和904L相比,SAF2507对稀释的混有氯根离子的硫酸具有更强的抗腐蚀能力。

904L是奥氏体状态的合金,专用于抗纯硫酸腐蚀。

316L等级不能用于盐酸环境中,它可能会遭到局部腐蚀或整体腐蚀。

SAF2507可以用于稀释的盐酸环境里,具有较强的抗点腐蚀及抗隙腐蚀的能力。

在含有2000ppm氯离子的硫酸中的等腐蚀曲线0.1mm/year

在盐酸中的等腐蚀曲线0.1mm/year,虚线代表沸点。

在1mNACI中,各种合金的临界蚀损温度

各种合金在10%FeCl3中的临界裂隙腐蚀温度

粒间腐蚀

SAF2507较低的碳含量大大地降低了在热处理时晶间中的碳化物沉淀的风险,因此,这个合金具有很强的抵抗与碳化物相关的晶间腐蚀的能力。

应力腐蚀龟裂

SAF2507的双相结构使其具有较强的抗应力腐蚀龟裂的能力。

由于其较高的合金含量,SAF2507的抗腐蚀能力及强度均优于2205。

SAF2507特别适用于海上石油天然气的开采设备。

点腐蚀

测验钢铁产品在含有氯化物的溶液中的抗点腐蚀能力的方法有很多种,以上的数据是根据ASTMG61上所提到电化学技术进行检验得出的。

高性能的不锈钢在1M氯化钠溶液中的点腐蚀临界温度是有规定的。

实验结果证明了SAF2507的卓越的抗点腐蚀的能力。

各个等级的测验数据由深灰的颜色表示。

隙腐蚀

裂缝在建筑等方面几乎是不可避免的,这使得不锈钢在氯化物的环境里更易受到腐蚀。

SAF2507具有很强的抗裂缝腐蚀的能力。

SAF2507和其它高性能不锈钢产品抗裂缝腐蚀的临界温度如上图所示。

在含有2000ppm氯离子的硫酸中的等腐蚀曲线0.1mm/year在盐酸中的等腐蚀曲线0.1mm/year,虚线代表沸点。

在1mNACI中,各种合金的临界蚀损温度各种合金在10%FeCl3中的临界裂隙腐蚀温度

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化学成分

平均值（重量%）

C

Cr

Ni

Mo

N

其他

0.020

25

7

4.0

.27

S=0.001

PREN=[Cr%]+3.3[Mo%]+16[N%]≥40

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机械性能

机械及物理性能

SAF2507具有很高的抗拉强度、冲击强度及较低的热膨胀系数和较高的导热性。

这些特性适用于很多结构零件及机械部件。

SAF2507在较低的及较高的温度下的机械性能如下图所示。

所有的实验数据都是测试退火及淬火处理后的样品得出的数据。

SAF2507不宜长期置于高于570°F的温度环境下,这样可能会减弱其韧性。

以下表格中的数据仅适用于经过锻造的产品,其不应被看作为最大值或最小值,除非有特别的说明。

机械特性

极限抗拉强度,ksi

116最小值

0.2%残余屈服强度,ksi

80最小值

1%残余屈服强度0.2%,ksi

91最小值

延伸率%

15最小值

硬度,落氏C

32最大值

冲击能,ft-lbs

74最小值

低温冲击特性

温度°F

RT

34

-4

-40

Ft-lbs

162

162

155

140

温度°F

-76

-112

-148

-320

Ft.-lbs.

110

44

30

7

高温抗拉特性

温度°F

68

212

302

392

482

0.2%残余屈服强度,ksi

80

65

61

58

55

极限抗拉强度,ksi

116

101

98

95

94

物理特性

密度

lb/in3

0.28

弹性模量

psi