双相不锈钢的制造实用指南(五)(工业阀门用铸造双相不锈钢.docx)
admin很多人不知道双相不锈钢的制造实用指南(五)的知识，小编对工业阀门用铸造双相不锈钢.docx进行分享，希望能对你有所帮助！
本文导读目录：
双相不锈钢的制造实用指南(五)
奥氏体不锈钢的焊接问题常常与焊缝金属本身有关，尤其是在全奥氏体或奥氏体占优势的焊缝凝固过程中产生的热裂倾向。
对于一般奥氏体不锈钢，调整填充金属的成分，提高铁素体含量，可将这些问题减至最低程度。
高合金奥氏体不锈钢需要使用镍基填充金属，奥氏体凝固裂纹不可避免，通过降低热输入、多道焊可解决这个问题。
根据上述介绍，将给出双相不锈钢焊接的一些一般准则，以及这些基本知识和一般准则在具体焊接方法中的应用。
-35c)提供了选择适当的试验方法以证明钢已有效清理(常称为“钝化”，是工业上不精确的术语)过的数据。
该标准希望买主限定要求达到的表面清洁度等级，允许代理商选用经济有效的清理工艺进行清理。
工业阀门用铸造双相不锈钢.docx
的性能、牌号及铸造和热处理要求，并指出该种材料的重要性。
含量较高的条件下，双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀性能，明显优于普通的奥氏体不锈钢。
一般认为双相不锈钢中铁素体相（）与奥氏体相（）各占一半时，双相不锈钢具有最好的综合性能。
ASTM标准中的双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比，它还是一种节镍型不锈钢。
现在双相不锈钢在工业阀门包括潜艇上用的阀门，应用越来越广泛。
为了保证双相不锈钢具有优良的耐蚀性，双相不锈钢的w（C）通常控制在低碳级。
28.0%，w（Ni）4.0%～11.0%。
双相不锈钢还含有抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及耐晶间腐蚀性能优异的合金元素Mo、Cu、Nb（Ti）和N等。
在铬镍不锈钢中，人们使用“铬当量”［Cr］和“镍当量”[Ni]来计算和评估不锈钢固溶金相组织中铁素体相（）和奥氏体相。
［Cr］＝Cr%＋Mo%＋1.5(Si＋Ti)%＋0.5Nb%Ni是不锈钢中扩大奥氏体（）区域的主要合金。
元素，C、Mn、Cu、N元素也是扩大奥氏体区域的元。
[Ni]＝Ni%+0.5Mn%+30(C+N)%双相不锈钢的铁素体（）和奥氏体（）的比。
双相不锈钢加工制造实用指南(一）
内容包括：双相不锈钢的历史、化学成分、冶金学、耐腐蚀性能、力学性能、物理性能、技术条件、质量控制、切割、成形、焊接、应用等。
双相不锈钢是一类集优良的耐腐蚀、高强度和易于制造加工等诸多优异性能于一身的钢种。
它们的物理性能介于奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢之间，但更接近于铁素体不锈钢和碳钢。
双相不锈钢的耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀能力与其铬、钼、钨和氮含量有关，可以类似于316不锈钢，也可高于海水用不锈钢如6％Mo奥氏体不锈钢。
所有双相不锈钢耐氯化物应力腐蚀断裂的能力均明显强于300系列奥氏体不锈钢，而且其强度也大大高于奥氏体不锈钢，同时表现出良好的塑性和韧性。
双相不锈钢的加工制造不同于一般不锈钢，但并不困难。
双相不锈钢已有近80年的历史，它是一种混合显微组织，奥氏体相和铁素体相大约各占一半。
这一新的商品化进展始于70年代后期，正好与北海海上油气田的开发及市场对具有优异耐氯离子腐蚀性能、良好的制造加工性和高强度的不锈钢需求相吻合。
2205成为第二代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。
由于这种钢的强度高，因此壁厚可减薄，可以减轻平台的重量，使这种不锈钢的应用有很大的吸引力。
25Cr双相不锈钢如合金255，PREN值小于40；。
特超级双相不锈钢，PREN值超过45的高合金化双相不锈钢。
表1给出了第二代锻轧双相不锈钢和铸造双相不锈钢的化学成分，为便于比较，第一代双相不锈钢和常用奥氏体不锈钢也包括在其中。
这一种钢最初没有添加氮，被认为是未加氮的第一代双相不锈钢。
钢中铬含量必须不低于10.5％才能形成稳定的含铬钝化膜保护钢不受大气腐蚀。
铬是铁素体形成元素，钢中加铬可促使体心立方结构的铁素体形成。
钢中铬含量较高时，需要加入更多的镍才能形成奥氏体或双相（铁素体－奥氏体）组织，较高的铬量也能促进金属间相的形成。
奥氏体不锈钢铬含量至少为16％，双相不锈钢铬含量至少为20％。
铬的这一作用很重要，它影响热处理或焊接后氧化皮或回火色的形成和去除。
双相不锈钢的酸洗和去除回火色要比奥氏体不锈钢困难。
氮提高奥氏体和双相不锈钢的耐点蚀和缝隙腐蚀的能力，它还能显著地提高钢的强度。
事实上它是最有效的固溶强化元素和低成本合金元素。
含氮双相不锈钢韧性的改善得益于其较高的奥氏体含量和金属间相含量的降低。
氮并没有阻止金属间相的析出，但可推迟金属间相的形成，使得有足够的时间进行双相不锈钢的加工和制造。
氮被添加到铬和钼含量高的高耐蚀性奥氏体和双相不锈钢中，以抵消它们形成相的倾向。
双相不锈钢一般都添加氮并调整镍含量以便获得适当的相平衡。
铁素体形成元素铬和钼与奥氏体形成元素镍和氮相平衡才能获得双相组织。
冶金产品或制造加工中铁素体和奥氏体的相对数量取决于其化学成分和加热历史。
如相图所显示，成分上较小的变化即会对两相的相对体积分数有较大影响。
单独的铁素体形成元素和奥氏体形成元素在双相钢中也同样发挥作用。
显微组织中的铁素体/奥氏体相平衡可通过如下的多变量线性回归来预测：。
Nieq%Ni+24.55%C+21.75%N+0.4%Cu。
T（摄氏温度）是退火温度，1050-1150C，元素含量为重量百分数（wt%）。
氮的另一个有效作用是提高了从铁素体开始形成奥氏体的温度，见图3，它增加了铁素体转变为奥氏体的比例。
因此，即使在相对快速的冷却条件下，奥氏体数量也几乎能达到平衡状态时的水平。
对第二代双相不锈钢而言，这一效应可减少HAZ铁素体过量的问题。
双相不锈钢中的'相也是一个稳定相，它在低于525℃（950℉）的铁素体相中形成，其形成机制与全铁素体不锈钢中'相相同。
铁素体不锈钢长时间暴露在475℃（885℉）左右的温度后，其中的'相会造成常温韧性的丧失，这就是所谓的475℃/885℉脆性。
在某些温度下，有害的相、'相以及碳化物和氮化物相在数分钟内即可形成。
因此，加工和制造以及使用时的热处理必须要考虑相形成的反应动力学以保证获得所需要的耐蚀性和力学性能。
现已开发的这些双相不锈钢牌号都力求有最好的耐蚀性和充分延迟析出反应，使加工制造得以顺利进行。
相和相析出的温度略高但是与碳化物和氮化物析出的时间大致相同。
铬、钼和镍含量更高的双相不锈钢牌号的相和相析出比2205更快；低合金化牌号析出则较慢。
图5中的虚线说明相和相在较高合金化的2507中开始形成的时间较早，而在2304中开始时间较晚。
因为长时间高温下使用会使钢的室温韧性丧失，压力容器设计规范已确立了最大许用设计应力下的使用温度上限值。
德国TV规范区别对待了焊接和非焊接结构件，它的温度上限值比ASME锅炉和压力容器规范更保守。
表3综合了双相不锈钢的一些重要析出反应和析出的温度极限。
在绝大多数标准奥氏体不锈钢应用的环境中，双相不锈钢都显示出较高的耐蚀性能，值得注意的是它们在某些情况下具有非常明显的优势。
这是由于它们铬含量高，在氧化性酸中很有利，并且含有足够量的钼和镍，能耐中等还原性酸介质的腐蚀。
如果双相不锈钢的显微组织中含有至少25％到30％的铁素体，则其耐氯化物应力腐蚀断裂的性能远比奥氏体不锈钢304或316好。
但铁素体易发生氢脆，因此双相不锈钢在氢有可能进入金属的环境或应用中耐蚀性不高，会发生氢脆。
为了说明双相不锈钢在强酸溶液中的耐腐蚀性，图6给出了硫酸溶液的腐蚀数据。
介质条件从低酸浓度的弱还原性环境到高浓度的氧化性环境及中等浓度热溶液的强还原性环境。
双相不锈钢在这种含氯化物的氧化性酸中也很有用。
双相不锈钢耐氧化性腐蚀的性能使它们成为硝酸和强有机酸装置优良的候选材料。
缝隙腐蚀也有一个类似的临界温度，称为临界缝隙腐蚀温度（CCT）。
CCT取决于不锈钢试样、氯化物环境和缝隙的特性（紧密度，长度等）。
由于缝隙的几何形状以及实际中很难再现同样缝隙的尺寸，CCT的测量数据要比CPT更分散。
通常对于同样的钢和在同样的腐蚀环境中CCT往往比CPT低15～20℃(27～36℉）。
图8给出了按照ASTMG482（6%FeCl3）测定的一些固溶退火不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀性能的比较。
临界点蚀或缝隙腐蚀温度高则表明材料耐腐蚀起始发生的能力较高。
2205钢的CPT和CCT都显著高于316不锈钢。
这使2205钢成为多用途的材料，适用于因蒸发导致氯离子浓缩的环境以及热交换器的蒸汽空间或保温层的下面。
2205双相钢的CPT还表明它可用在碱水和脱气盐水中。
它还成功地用于脱气海水中，在这些应用中，通过高流速的海水或用其他方法使钢的表面没有沉积物。
因为CPT与材料和特定环境成函数关系，有可能对单一要素的影响进行研究。
利用按照ASTMG48A法确定的CPT，采用回归分析法得出钢的成分（考虑每种元素作为一个独立变量）和测定的CPT（相关变量）的关系。
结果显示只有铬、钼、钨和氮对CPT有稳定的影响。
式中4个合金元素乘以各自的回归常数之和通常被称为耐点蚀当量值（PREN）。
不同研究者给出的氮的系数不同，通常使用16，22和30。
可根据PRE值给某一家族的牌号排序，但要注意避免对这一关系式的过分依赖。
式中合金元素为“独立变量”，但实际并不真正独立，因为试验的钢是平衡成分。
这种关系不是线性或交叉关系，例如铬和钼的协同作用被忽略。
此关系式只是针对理想状态的材料，没有考虑金属间相、非金属相以及不当的热处理带来的影响，热处理不当也对耐蚀性有不利影响。
双相不锈钢最早期的某些应用是基于它们耐氯化物应力腐蚀断裂（SCC）的性能。
与具有类似耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能的奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢表现出明显优越的耐应力腐蚀断裂性能。
双相不锈钢在化学加工工业的许多应用都是在有很大的应力腐蚀断裂危险的场合，代替奥氏体不锈钢的使用。
然而，和其他所有材料一样，双相不锈钢在特定条件下也易于发生应力腐蚀断裂。
这种情况可能发生于高温、含氯化物的环境或存在促使氢致断裂的介质条件。
图9给出了若干轧制退火的双相不锈钢和奥氏体不锈钢在苛刻的氯化物介质中的相对耐氯化物应力腐蚀断裂性能。
得出这些数据的液滴蒸发试验腐蚀条件很苛刻，因为试验温度为120℃(248℉)的高温，并且氯化物溶液由于蒸发而浓缩。
试验中两种双相不锈钢2205和2507最终在所受应力达到其屈服强度的某一百分比时发生断裂，但这一百分数比316不锈钢相应的百分比值高得多。
由于双相钢在常压下的氯化物水溶液中能够耐应力腐蚀断裂，例如耐保温层下的腐蚀，所以在已知304和316不锈钢会发生断裂的氯化物介质中，可以考虑使用双相不锈钢。
耐氢致应力腐蚀受多种因素影响，不仅与铁素体含量有关，而且与强度、温度、充氢条件、外加应力等有关。
双相不锈钢尽管对氢致断裂敏感，但只要仔细评估和控制操作条件，在含氢介质中仍可以利用其强度优势。
这些应用中最突出的是输送盐水和高硫石油气混合物的高强度管道。
图10说明了2205双相不锈钢在含氯化钠的酸性介质中对腐蚀免疫和敏感的范围。
那么以上的内容就是关于双相不锈钢的制造实用指南(五)的介绍了，工业阀门用铸造双相不锈钢.docx是小编整理汇总而成，希望能给大家带来帮助。
发表评论