不锈钢 > 双相不锈钢
  • 2205 S32205
  • 牌号 2205
    美国UNS S32205
    对应标准 ASTM A240/A240M-2020
    用于制造压力容器和一般用途的铬和铬镍不锈钢钢板，薄板，钢带技术规范
    Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate, Sheet and Strip for Pressure Vessels and General Applications
    归类 双相不锈钢
    性能 耐腐蚀
    标签 奥氏体-铁素体不锈钢
    说明 1、2205/UNS S32205是第二代标准双相不锈钢的主要牌号，并广泛用于海上石油平台集气管线和处理设施。2205/S31803钢的成分范围过宽，为了获得最佳的耐蚀性能及避免金属间相的形成，由S31803开发出成分范围更窄的改进型2205/UNS S32205，S32205是目前大量生产的2205双相钢的典型成分。
    2、合金元素的作用：双相不锈钢的铁素体和奥氏体相都在30~70%的范围，可获得良好的性能。但通常认为双相钢中含有大致等量的奥氏体和铁素体，为了获得最佳韧性和加工性能，倾向于奥氏体比例稍大。为获得稳定的双相组织及良好的加工制造性能，主要元素Cr、Mo、N、Ni的含量必须适当。
    • Cr：≥10.5%形成钝化膜，钢耐大气腐蚀。在不锈钢中，Cr含量越高耐蚀性越好。铁素体形成元素。钢中Cr含量较高时，添加更多的Ni才能形成奥氏体或双相组织（奥氏体-铁素体），较高的Cr也促进金属间相的形成。双相不锈钢的Cr≥20%。Cr提高钢的高温抗氧化能力，影响热处理或焊后氧化皮或回火色的形成和去除。双相不锈钢比奥氏体钢的酸洗和去回火色更困难。
    • Mo：提高不锈钢的耐点蚀性能。当不锈钢Cr≥18%时，Mo对改善耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀能力是Cr的三倍。铁素体形成元素，但也增大了形成有害金属间相的倾向。因此，双相不锈钢中Mo小于4%。
    • N：提高奥氏体和双相不锈钢的耐点蚀和缝隙腐蚀能力。显著提高钢的强度，有效的固溶强化元素。低成本和强奥氏体形成元素，替代部分Ni，稳定奥氏体。含N双相钢韧性的提高得益于较高的奥氏体含量和较少的金属间相。N不能阻止金属间相的析出，但可推迟形成。N添加到高Cr和Mo含量的高耐蚀奥氏体和双相不锈钢中，抵消形成σ相的倾向。在添加N和调整Ni含量获得理想的相平衡。铁素体形成元素Cr、Mo，和奥氏体形成元素N、Ni相平衡来获得双相组织。
    • Ni：奥氏体稳定化元素，促进铁素体（体心立方）向奥氏体（面心立方）转变。铁素体钢含少量或不含Ni，双相钢含Ni低到中等，300系奥氏体不锈钢至少含6%Ni。Ni可延迟奥氏体钢中的有害金属间相形成，但在双相钢中的效果远不如N。面心立方结构使奥氏体不锈钢具有很好的韧性，与铁素体不锈钢比，双相不锈钢因约一半奥氏体组织使其韧性显著提高。
    2205 化学元素成分含量(%)
    成分 C Si Mn P S Cr Ni Mo N
    最小值 - - - - - 22 4.5 3 0.14
    最大值 0.03 1 2 0.03 0.02 23 6.5 3.5 0.2
    • 该钢耐点蚀当量PREN为35~36，计算公式PREN=Cr+3.3（Mo+0.5W）+16N
     
    2205 机械性能
    抗拉强度
    σb
    Mpa     		屈服点
    σs
    Mpa     		断后伸长率或延伸率
    δ
    %     		硬度
    HBW
    ≥655 ≥450 ≥25 ≤293

    • 物理性能（仅供参考）

      牌号 UNS 密度 比热容 电阻率 杨氏模量
      g/cm3 lb•in3 J•(kg•K)-1 Btu•(lb•F)-1 microΩm microΩin GPa ×106psi
      2205 S32205 7.8 0.281 500 0.119 0.8 31.5 200 29
      各温度的弹性模量，GPa (×1000ksi)

      20°C

      (68°F)

      100°C

      (212°F)

      200°C

      (392°F)

      300°C

      (572°F)

      400°C

      (754°F)

      500°C

      (932°F)

      		   

      200

      （29）

      190

      （27.6）

      180

      （26.1）

      170

      （24.7）

      160

      （23.2）

      150

      （21.8）

      		   
      20°C(68°F)-T的热膨胀系数，10-6/K (10-6/°F)
      NA

      13

      （7.22）

      13.5

      （7.5）

      14

      （7.78）

      14.5

      （8.06）  

      15.0

      （8.33） 

      		   
      各温度的导热率，W•(m•K)-1（Btu in/h ft2°F）

      16.0

      （110）

      17.0

      （118）

      19.0

      （132）

      20.0

      （138）

      21.0

      （147）

      22.0

      （153）

      		   
      生产商数据。

       

    • 腐蚀性能（仅供参考）

      1、实验室加速试验中耐应力腐蚀断裂性能
      牌号

      42%MgCl2

      沸腾

      154°C

      U形

      弯曲试样

      5%MgCl2

      沸腾

      125°C 

      U形

      弯曲试样

      液滴蒸发 

      0.1NaCl

      1120°C 

      0.9×屈服强度

      Wick试验

      1500ppm cl

      NaCl 100°C

      33%LiCl2沸腾

      120°C 

      U形

      弯曲试样

      40%CaCl2

      100°C 

      0.9×屈服强度

      25~28%

      NaCl沸腾

      106°C 

      U形

      弯曲试样

      26%NaCl

      高压釜

      155°C

      U形

      弯曲试样

      26%NaCl

      高压釜

      200°C

      U形

      弯曲试样

      600ppm Cl

      (NaCl)

      300°C

      U形

      弯曲试样

      100ppm Cl

      (海盐+O2)

      高压釜230°C

      U形

      弯曲试样

      S32205

      ⓐ

      		ⓐ ⓐ ⓑ ⓑ ⓑ ⓑ ⓓ ⓐ

      ⓒ

      		ⓐ
      ⓐ-预计会发生断裂；ⓑ-预计不会发生断裂；ⓒ-数据不足；ⓓ-可能发生断裂

      注：双相不锈钢在化工行业的许多应用是代替奥氏体不锈钢，用于有很大的应力腐蚀断裂危险的场合。但在高温、含氯化物的环境或促使氢致开裂的介质条件下，双相不锈钢也可能发生应力腐蚀断裂。

      • 轧制退火钢在120°C（248°F）NaCl溶液液滴蒸发试验中的耐应力腐蚀断裂SCC性能，断裂应力约为屈服强度的35%左右。

      2、固溶退火S32205的临界点蚀和缝隙腐蚀温度（按ASTM G48 在6%FeCl3溶液中测量）：

      • 临界点蚀温度CPT约为：+40°C（+104°F），在氯化物环境高于此温度点蚀开始产生，且于24h内可发展到肉眼可见的程度

      • 临界缝隙腐蚀温度CCT约为： +20°C（+68°F）。CCT取决于试样、氯化物环境和缝隙特性（紧密度，长度等）。同样的钢种和腐蚀环境，CCT通常比CPT低15~20°C

      • 临界点蚀或缝隙腐蚀温度CPT、CCT越高，表明材料耐腐蚀起始发生的能力越强。

      • 按ASTM G48 A法确定的CPT，采用回归分析法得到钢成分和CPT的关系：CPT=常数+Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N。不锈钢中的Cr、Mo、W和N对CPT有影响。

      3、耐碱腐蚀性能：高铬量和铁素体相，使双相钢在碱性介质中具有良好的性能。在中等温度下，其腐蚀速度低于标准奥氏体不锈钢。




    • 加工数据（仅供参考）

      1、双相不锈钢热成形温度及最低均热温度（生产商数据）
      牌号 UNS EN No. 热成形温度 最低均热温度
      °C °F °C °F
      2205 S32205 1.4462 950~1230 1740~2250 1040 1900
      2、双相不锈钢端面车削指导原则（Outokumpu）

      不锈钢

      （或切削数据）

      		硬质合金刀具 高速钢刀具
      粗加工 精加工
        速度，m/min 速度，sfm 速度，m/min 速度，sfm 速度，m/min 速度，sfm
      S32205 90~120 300~400 120~160 400~525 15~20 50~65
      进刀量（每转） 0.3~0.6mm 0.012~0.024in. 0.05~0.3mm 0.002~0.012in. 0.05~0.2mm 0.002~0.008in.
      切削深度 2~5mm 0.08~0.2in. 0.5~2mm 0.02~0.08in. 0.5~2mm 0.02~0.08in.
      3、用硬质合金刀具进行双相不锈钢端面铣削的指导原则（Outokumpu）
      不锈钢（或机加工数据） 粗加工 精加工
        速度，m/min 速度，sfm 速度，m/min 速度，sfm
      S32205 50~80 165~260 80~110 260~360
      进刀量（每齿） 0.2~0.4mm 0.008~0.016in. 0.1~0.2mm 0.004~0.008in.
      切削深度 2~5mm 0.08~0.2in. 1~2mm 0.04~0.08in.

      双相不锈钢牌号和产品名称

      UNS 牌号 EN No. EN  JIS GB KS 产品名称
      S32205 2205* 1.4462 X2CrNiMoN22-5-3 SUS 329J3L 022Cr22Ni5Mo3N STS 329J3L

      SAF 2205

      UR 2205

      UR 2205+

      UR 2205Mo

      DMV 22-5

      ATI 2205

      2205 code Plus Two

      NAS 329J3L

      NSSC DX1

      DP8

      B2205

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