雙相不銹鋼基本特性

1、.第一類屬低合金型，代表牌號UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），鋼中不含鉬，PREN值為24-25，在耐應力腐蝕方面可代替AISI304或316使用。    第二類屬中合金型，代表牌號是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。       第三類屬高合金型，一般含25%Cr，還含有鉬和氮，有的還含有銅和鎢，標準牌號UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），P

2、REN值為38-39，這類鋼的耐蝕性能高于22%Cr的雙相不銹鋼。    第四類屬超級雙相不銹鋼型，含高鉬和氮，標準牌號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條件,具有良好的耐蝕與力學綜合性 能，可與超級奧氏體不銹鋼相媲美。國內外主要雙相不銹鋼牌號的近似對照見表2。  表1 雙相不銹鋼（DSS）代表牌號的主要化學成分和孔蝕抗力當量值     Representative Duplex Stainless Steel Types,Main

3、Chemical Analysis and Pitting Resistance Equivalent Number類別標準商業(yè)牌號Chemical Analysis 化學成分1%孔蝕當量TypeSandardTrademarkCCrNiMoNCuWPRENPREW低合金型UNS S32304SAF23040.032340.10.10.224Low alloyW.Nr1.4362UR 35NSS 2327中合金型UNS S31803SAF22050.032252.80.1532/33Middle alloyW.Nr1.4462UR 45NSS 2377UR45N+0.0322.863.30.1

4、835/36UNS S315003RE600.0318.552.70.129WNr1.4417A903UNS S 3290010RE510.08254.51.530W.Nr1.4460SS 2324AISI 329UR500.06217.52.51.529UNS S32950Carp7Mo+0.03274.81.750.2535高合金型UNS S32550Ferralium0.0525630.181.83738High alloy22538UNS S31250DP30.0325730.160.537UR47N0.03256.530.2238/39W.Nr14507UR52N0.03256.53

5、0.171.538VS250.03256.530.1838超級DDSUNS S32760Zeron1000.032573.50.240.70.74041.5superduplexstainlessW.Nr1.4501steelUNS S32750SAF25070.032573.80.2841W.Nr1.4410UR47N+SS 2328UNS.S32550UR52N+0.032573.50.251.541W.Nr1.4507UNS.S32740DP3W0.03730.2723942.5  表2 各國主要雙相不銹鋼牌號的近似對照Comparison of Main Duplex Sta

6、inless Steels Of Different Countries序美國中國法國德國日本瑞典英國USAChinaFranceGermanyJapanSwedenUK1S3180300Cr22Ni5Mo3N UR45N，UR45N+W-Nr.1.4462DP8SAF 2205(SS2377)2S3150000Cr18Ni5Mo3Si2 W-Nr.1.4417DP13RE60(SS.2376)3S3255000Cr25Ni6Mo3CuNUR 52N+W-Nr.1.4507 Ferralium 2554S3120000Cr25Ni6Mo2N00Cr22Ni5Mo3N

7、0; UR 47N5S3126000Cr22Ni5Mo3WcuNW-Nr.1.4501DP3(SUS 329J2L)Zeron 1006S32304 UR 35N  W-Nr.1.4362DP11SAF 2304(SS.2327)7S32750 UR 47N+ W-Nr.1.4410SAF 25078S3290000Cr26Ni5Mo2W-Nr.1.4460DP6(SUS329J1)10RE51(SS 2324)9S32950工業(yè)事業(yè)部五分廠2008年8月5日常用雙相不銹鋼牌號和各國牌號的近似值對照型號國家中國美國瑞典德國法國日本低合金型00Cr23Ni

8、4NUN23(SAF2304）SS232（SAF2304）WNr.1.4362UR35NDP11中合金型00Cr18Ni5Mo3Si200Cr22Ni5Mo3NUNS S31500UNS S31803SS2376(3RE60)SS2377(SAF2205)W.Nr.1.4417W.Nr.1.4462UR45NDP1DP8高合金型0Cr25Ni5Mo200Cr25Ni7Mo3WCuNUNS S32900UNS S31260SS2324(10RE51)W.Nr.1.4460W.Nr.1.4501 329J1329J2L超級雙相鋼00Cr25Ni7Mo4N00Cr25Ni6Mo3CuNUN

9、S S32750UNS S32550SS2328(SAF2507)W.Nr.1.4410W.Nr.1.4507 UR47N+UR52N+  常用雙相不銹鋼的性能：   1化學成分（%） 鋼號CMnSiSPCrNiMoCuNS32750(SAF2507)00Cr22Ni7Mo4N0.031.200.800.0200.03524.0/26.06.0/8.03.0/5.00.500.24/0.32S31803（SAF2205）00Cr22Ni5Mo3N0.032.001.00.020.03021.0/23.04.50/6.502.50/3.50 0.

10、08/0.20S31500（3RE60）00Cr18Ni5Mo3Si20.031.2/2.001. 4/2.000.0300.03018.0/19.04.25/5.252.50/2.00 0.05/0.10 2機械性能：  熱處理制度Ab（MPa）As（MPa）布氏洛氏S32750（SAF2507）00Cr22Ni5Mo3N1025-1125水8005501531032S31803（SAF2205）00Cr22Ni5Mo3N1020-11006204502529030.5S31500（3RE60）00Cr18Ni5Mo3Si2980-104063044030290

11、30.53雙相不銹鋼的連續(xù)使用溫度范圍為-50-60。熱加工溫度應不低于950。    雙相不銹鋼簡介    雙相不銹鋼是指它的微觀組織是由鐵素體相和奧氏體相二組成的材料，二相各約占50%。在實際使用中其中一相約在40-60%之間較為合適。    根據(jù)兩相組織的特點，通過正確控制化學成分和熱處理工藝，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 于鐵素體不銹鋼和碳鋼。雙相不銹鋼的耐耐氯化物孔蝕和縫隙腐蝕能力與鉻、鉬和氮含量有關，其耐釔蝕和縫隙腐蝕能力可以類假于316不銹鋼，或者高于海

12、水用不銹鋼如6%MO奧氏體不銹鋼。所有 氏體不銹鋼，同時表現(xiàn)出良好的塑性和韌性。     雙豐不銹鋼各種產(chǎn)品形式： 板材和帶材  和無縫管   鍛材 管件和法蘭    棒和絲     雙相不銹鋼一般可分為四類： 第一類低合金型，代表牌號UNSS32304，鋼中不含鉬，PREN：24-25，耐應力腐蝕方面可代替AISI304或是316使用。第二類中合金型，代表牌號UNSS31803，PREN：32-33耐蝕性能介于AISI316L和6%MO+N奧氏體不銹鋼之間。第三類高合金型，

13、一般含25%CR， 可使用于苛刻的介質條件，具有良好的耐蝕與力學綜合性能，可與超級奧氏體不銹鋼相媲美。（注：PREN：孔蝕抗力當量值）    化學成分 雙相鋼的最主要合金元素是Cr、Ni、Mo和N。其中Cr、Mo為增加鐵素體含量，而Ni、N為奧氏體穩(wěn)定元素。有些鋼種還有Mn、Cu、W等元素。Cr、Ni、Mo能改進抗腐蝕性。在含氯化物的環(huán)境中其抗點蝕及裂縫腐蝕的性能特別好。1化學成分（） 表1  牌號CCrNiMoNPSSAF22050.03021.0-234.5-6.52.5-3.50.08-0.20.0300.030SA25070.

14、03024.0-266.0-8.03.0-5.00.320.0350.0202  機械性能 雙相鋼機械性能取決于產(chǎn)品形式及最終熱處理，下表列出了規(guī)定的極限     表2項目牌號試驗溫度RP0.2N/MM2RM0.2N/MM2A5% SAF2205室溫45062025100360  150335  200310  250295  300285  SA2507室溫 550800100046100450  200

15、400            在-50度-280度溫度范圍同，雙相不銹鋼具有很好的機械性能，當雙相鋼長期承受300度以上高溫時，其微機組織會發(fā)生變化并導 含量的奧氏體鋼種相比，雙相鋼和超級雙相鋼基體材料具有類心抗點蝕和裂紋腐蝕性能，但一般具有極好的抗應力腐蝕有機酸腐蝕的能力。在工業(yè)界按照孔蝕抗力當量值PREN來表示抗點蝕等級是眾所周知的。物理性能：雙相鋼熱傳導率列于下表中，并與316L相比較。熱傳導率W/M攝氏率表3溫度牌號SAF2205SAF2507AISI316L201916151

16、00191716200211917.5300232019   雙相不銹鋼的熱膨脹與碳鋼接近，這使雙相鋼與奧氏體不銹鋼相比，具有明顯的優(yōu)勢。 金相組織我公司使用于西氣東輸?shù)腢NSS31803雙相不銹鋼的微觀組織圖如下，其鐵素體含量54%   雙相不銹鋼優(yōu)勢   1、與奧氏體不銹鋼相比   1）服強度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不銹鋼制造儲罐或壓力容器的厚度要比常用奧氏體不銹鋼減少30-50%，有利于降低成本。    2）具有優(yōu)異的耐應力腐蝕破裂的能力

17、，尤其在含氯離子的環(huán)境中，即使是含合金量最低的雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應力腐蝕斷裂的能力，應力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。    3）在許多介質中應用最普通的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普通的316L奧氏體不銹鋼，而超級雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性，在一些介質中，如醋酸、甲酸等甚至可以取代高合金奧氏體不銹鋼，乃至耐蝕合金。     4）具有良好的耐局部腐蝕性能，與合金含量相發(fā)的奧氏本不銹鋼相比，它的耐磨損腐蝕和腐蝕疲勞性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。     5）比奧氏體不銹鋼線膨脹

18、系數(shù)低，與碳鋼接近，適合與碳鋼連接，具有重要的工程意義，如生產(chǎn)復合板或襯里等。雙相不銹鋼是指不銹鋼中同時具有奧氏體和鐵素體兩種金相組織結構的不銹鋼。 不銹鋼一般是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。不銹鋼是指耐大氣、蒸汽和水等弱介質腐蝕的鋼，而耐酸鋼則是指耐酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼。 不銹鋼 自本世紀初問世，到現(xiàn)在已有90多年的歷史。不銹鋼的發(fā)明是世界冶金史上的重大成就，不銹鋼的發(fā)展為現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和科技進步奠定了重要的物質技術基礎。不銹鋼鋼種很多，性能各異，它在發(fā)展過程中逐步形成了幾大類。按組織結構分，分為馬氏不銹鋼（包括沉淀硬化不銹鋼）、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和奧氏體加鐵素體雙相不銹鋼等四

19、大類；按鋼中的主要化學成分或鋼中的一些特征元素來分類，分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等；按鋼的性能特點和用途分類，分為耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、高強不銹鋼等；按鋼的功能特點分類，分為低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、超塑性不銹鋼等。目前常用的分類方法是按鋼的組織結構特點和鋼的化學成分特點以及兩者相結合的方法分類。一般分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼等，或分為鉻不銹鋼和鎳不銹鋼兩大類。 奧氏體+鐵素體雙相不銹鋼是指不銹鋼中既有奧氏體又有鐵素體組織結構的鋼種，而且此二相組織

20、要獨立存在，含量都較大，一般認為最少相的含量應大于15%。而實際工程中應用的奧氏體+鐵素雙相不銹鋼（習慣稱+雙相不銹鋼或雙相不銹鋼）多以奧氏體為基并含有不小于30%的鐵素體，最常見的是兩相各約占50%的雙相不銹鋼。雙相不銹鋼英文簡寫是DSS(Duplex Stainless Steel)。 由于具有+雙相組織結構，雙相不銹鋼兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點。與鐵素體不銹鋼相比，+雙相不銹鋼的韌性高，脆性轉變溫度低。耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高；同時又保留了鐵素體不銹鋼的一些特點，如4750C脆性、導熱系數(shù)高、線膨脹系數(shù)小、具有超塑性、有磁性等。與奧氏體不銹鋼相比，+雙相不銹鋼的強度高

21、，特別是屈服強度顯著提高，且耐晶間腐蝕、耐應力腐蝕、耐腐蝕疲勞等性能有明顯的改善。 雙相不銹鋼這類不銹鋼的典型鋼種為2205，即22%鉻和5%鎳。這類鋼種的特性是：強度佳遠優(yōu)于304耐蝕性亦佳，因此常用于石化業(yè)管線、壓力容器及心軸等。SAF是瑞典雙相不銹鋼標準代號,SAF是指山特維克公司的專利牌號。同是2205：如美國冶聯(lián)AL2205, 61 S.S. 新加坡 62 SFS 芬蘭標準 63 S.I 以色列標準 64 SIS 瑞典標準 65 SLS 斯里蘭卡標準 66 SNIMA 摩洛哥標準 67 SNV 瑞士標準協(xié)會標準雙相不銹鋼2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的化學成份%

22、牌號C Mn P S Si NiCrMoN22050.0302.00.030.021.04.5-6.521-232.5-3.50.08-0.2雙相不銹鋼2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的機械性能牌號溫度/狀態(tài)屈服強度b      (ksi) 抗拉強度 0.2          (ksi)伸長率 標距2in或50mm(或4D）,% 2205的板70ºC/退火75105352205的板200ºC/退火

23、5090 2205的板400ºC/退火4580 2205的板600ºC/退火4079  雙相不銹鋼2205的用途：用于煉油, 化肥,造紙,石油,化工 等耐海水耐高溫濃硝酸等 的熱交換器和冷淋器及器件。雙相不銹鋼的主要代表牌號    DSS一般可分為四類:        低合金型-代表牌號是UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N）                   

24、  PREN值2425       中合金型-代表牌號是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,                      PREN 值32 33        高合金型-標準牌號有UNS S32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N）,               

25、      PREN 值3839        超級雙相不銹鋼型-標準牌號有UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,                      PREN值40          ( PREN 耐孔蝕指數(shù)       PREN=Cr%+3.3×Mo%+16×N%)   低

26、合金型UNS S32304不含鉬, 在耐應力腐蝕方面可代替AISI304或316使用.  中合金型UNS S31803的耐蝕性能介于AISI 316L和6%Mo+N奧氏體不銹鋼之間.  高合金型,一般含25%Cr,還含有鉬和氮,有的還含有銅和鎢,這類鋼的耐蝕性能高于22%Cr的雙相不銹鋼.  超級雙相不銹鋼型,含高鉬和氮,有的也含鎢和銅 , 可適用于苛刻的介質條件,具有良好的耐腐蝕與力學綜合性能,可與超級奧氏體不銹鋼相比美.                    代

27、表牌號的主要化學成分雙相不銹鋼化學成分,%類型  UNS 牌號CCr Ni   Mo Cu N 低合金型S32304 0.032340.05/0.20中合金型  S31803 0.0322  5 30.08/0.20中合金型 S322050.0322530.14/0.20高合金型S325500.04256320.10/0.25超級DSSS32750 0.0325740.24/0.32   從表中可以看出: S 32205是由S31803派生出的鋼種, 在ASTM A 240/240M-

28、99a標準中是在1999年才納標的,它的Cr、Mo和N元素的區(qū)間都比較窄,容易達到相的平衡(即兩相約各占一半), 改善了鋼的強度,耐腐蝕性和焊接性能,多用于性能要求較高和需要焊接的材料,如油氣管線等. 4. 雙相不銹鋼的發(fā)展動向   值得關注的是低合金含錳雙相不銹鋼的開發(fā). 近十年來有關國家如美國,南非等研究以錳代鎳雙相不銹鋼的開發(fā),但除鑄件外,所開發(fā)的新鋼種多具有介穩(wěn)的奧氏體,藉冷變形后馬氏體的轉變 提高強度,很難作焊接件使用,也很難適應某些環(huán)境,例如會產(chǎn)生應力腐蝕的環(huán)境,這樣使用很局限.近年瑞典開發(fā)的低錳低鎳雙相不銹鋼則比較成熟,目標明確,為了節(jié)鎳以取代用途很廣的304

29、,甚至可能代替價格與304相當,目前使用并不廣的2304雙相不銹鋼,具有實際推廣的價值,值得注意.  瑞典Avesta Polarit AB開發(fā)的LDX 2101 雙相不銹鋼(21.5%Cr, 5%Mn, 1.5%Ni, 0.22%N), 由于提高了鋼中的氮,獲得了穩(wěn)定的奧氏體,相的平衡與組織穩(wěn)定性都較好,對金屬間相的析出不敏感,在析出最敏感的溫度650,保溫10h后的沖擊值才降至50J，其組織穩(wěn)定性較2205鋼好。該鋼的強度高，耐腐蝕性與304相當，可焊接，其壽命周期成本較奧氏體不銹鋼低.  LDX 2101鋼已進行工業(yè)試制,在AOD/CLU爐精煉后進行連鑄,生產(chǎn)長材鑄胚和板胚,只是目前尚未大量推廣應用，鑒于它具有較好的綜合性能，潛在的用途范圍很寬，尤其用作結構件很有前途，例如可代替 2205雙相不銹鋼用作橋梁結構，還可用制混凝土中的鋼筋，解決在有氯離子污染環(huán)境中材料的腐蝕問題,此外，還可取代304和316鋼制造容器、塔器、熱水貯罐和加熱器等。  從世界不銹鋼的消耗量來看,雙相不銹鋼只占很少的份額,它的價格還是較高的,從價格比來看:若304,304L為1,則 316L為1.3, 而2205則為1.6, 說明要想增加雙相不銹鋼的市場份額,應當有更廉價的,能與應用