双相钢2507含铬和镍元素的作用(双相不锈钢的研究进展)
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双相钢2507含铬和镍元素的作用
超级双相不锈钢2507含有25%的铬,4%的钼和7%的镍。
它具有很强的强度和耐腐蚀性,主要用于化学加工,石化和海底设备。
此外,这种不锈钢还具有抗氯化物腐蚀,高导热率和低热膨胀系数的特性。
铬,钼和氮含量高,可以抵抗点腐蚀,裂纹腐蚀和一般腐蚀。
(a)与普通腐蚀液和904L相比,超级双相不锈钢2507对混有氯离子的硫酸具有更强的耐腐蚀性。
对于904L,它是一种专为抵抗纯硫酸腐蚀而设计的奥氏体合金。
然而,借助于高铬和钼含量,超级双相不锈钢2507具有抵抗诸如甲酸和乙酸之类的有机酸和无机酸的能力。
对于316L,它不能在可能会遭受局部或整体腐蚀的盐酸环境中使用。
超级双相不锈钢2507可以在稀盐酸环境中使用,因为它具有很强的抗斑点损坏和裂纹腐蚀的能力。
(c)应力腐蚀引起的开裂:由于其较高的合金含量,2507的耐腐蚀性和强度优于2205。
2507的复合结构使其自身具有很强的抗应力腐蚀开裂性。
(e)裂纹腐蚀:对于每一种结构,裂纹总是不可避免的,因此使不锈钢在氯化物环境中更容易受到腐蚀。
超级双相不锈钢2507具有很强的抗裂纹腐蚀性能。
双相不锈钢的研究进展
双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢的特点,与奥氏体不锈钢相比,其屈服强度一般为Cr-Ni奥氏体不锈钢的2倍,具有很强的耐氯化物应力腐蚀、抗局部点蚀的能力[1];与铁素体不锈钢相比,其塑性、韧性更高且无室温脆性[2]。
由于双相不锈钢具有许多优异的性能,使其作为一种重要的可焊接结构材料,日益受到人们的重视并对其进行了大量的研究,取得了长足的进步。
双相不锈钢出现于20世纪30年代,它经历了三个发展阶段。
第一阶段是以SAF2304为代表的双相不锈钢,它的化学组成是23%Cr、4%Ni、0.1%N,不含钼且具有良好的耐腐蚀性;第二阶段是以SAF2205为代表的双相不锈钢,它的化学组成是22%Cr、5%Ni、O.17%N,PRE值较高且其耐腐蚀性能比SAF2304要高许多[3];第三阶段是以SAF2507为代表的双相不锈钢,它的化学组成是25%Cr、6~7%Ni、3~4%Mo、0.2~0.3%N,其PRE值达到40,具有良好的耐氯化物应力腐蚀、点蚀等性能,主要用于含H2S或Cl等非常恶劣的腐蚀环境中[4]。
谷莉等[6]总结了影响2205双相不锈钢焊接性的因素,指出冷却速度、氮含量、焊接热输入、相脆化及焊后消应力处理等都对双相不锈钢的焊接性产生重要影响。
缪乐德等[7]研究了750℃下不同热处理时间对2205双相不锈钢析出相的影响,结果表明,在时效开始时先形成金属间相相,随着时间的延长,相减少,而相逐渐形成并最终占主量。
鲍崇高等[8]对双相不锈钢26O5N与铁索体不锈钢Cr30的耐腐蚀性能进行了研究,试验中所用的2605N两相比例约为13.9%奥氏体和86.1%铁素体,试验结果表明2605N双相不锈钢的腐蚀速率远低于Cr30铁素体不锈钢,Cr30的腐蚀速率是双相不锈钢材料的7倍多。
S.Sathiyanarayanan等[9]采用电化学方法比较了Ti6Al4V合金、传统的双相不锈钢(UNS31803)和AISI304奥氏体不锈钢在常见腐蚀液中的腐蚀行为,同时又探讨了双相不锈钢在生物医学领域中的应用性。
结果表明,双相不锈钢的整体耐腐蚀性稍低于奥氏体不锈钢与钛合金。
当浸入腐蚀液中时,双相不锈钢没有出现点蚀,与此同时双相不锈钢显示出与钛合金相似的耐局部腐蚀性能,可以认为双相不锈钢是钛合金的最佳替代材料。
A.Cigada等[10]开发了一种具有高钼和高氮含量的25Cr-7Ni-4Mo-0.28N奥氏体-铁素体双相不锈钢,与传统的不锈钢相比,25Cr-7Ni-4Mo-0.28N双相不锈钢具有优良的耐腐蚀性能及力学性能,可以作为ASTMF138奥氏体不锈钢的替代材料。
[2]高娃,罗建民,杨建君.双相不锈钢的研究进展及其应用[J].兵器材料科学与工程,2005,28(3):61-63。
[4]SanMarchiA,SomerdayBP,ZelinskiJ,eta1.Mechanicalpropertiesofsuperduplexstainlesssteel。
[6]谷莉,徐红彤,刘善春,胡玉霞.影响2205双相不锈钢焊接性因素的分析.工艺与装备,2010,(4):49-50。
冶金分析,2010,30(9):6-13。
[9]S.Sathiyanarayanan,V.Muthupandi.Corrosionbehaviourof。
(UNS31803)insyntheticbio-fluids.Anti-CorrosionMethodsandMaterials,2002,49(1):33-37。
APPLICATIONS.AnnualInternationalConferenceoftheIEEEEngineeringinMedicineandBiology。
S31803双相钢不锈钢
S31803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。
S31803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。
1.双相不锈钢S31803合金与316L和317L奥氏体不锈钢相比,S31803合金在抗斑蚀及裂隙腐蚀方面的性能更优越,它具有很高的抗腐蚀能力,与奥氏体相比,它的热膨胀系数更低,导热性更高。
N0.14~0.20(奥氏体-铁素体型)。
压力器皿、高压储藏罐、高压管道、热交换器(化学加工工业)。
高强度耐腐蚀环境下的回转轴、压榨辊、叶片、叶轮等。
EURONORM...........1.4462X2CrNiMoN22.5.3。
DIN.........................W.Nr1.4462。
S31803双相不锈钢中铬、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。
S31803双相钢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,S31803的特性非常适合这样的应用。
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