2205不銹鋼簡(jiǎn)介

雙相不銹鋼2205標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：ASTMA240/A240M--01雙相不銹鋼2205合金是由22%鉻，2.5%鉬及4.5%鎳氮合金構(gòu)成的復(fù)式不銹鋼。它具有高強(qiáng)度、良好的沖擊韌性以及良好的整體和局部的抗應(yīng)力腐蝕能力。2205雙相不銹鋼的屈服強(qiáng)度是奧氏體不銹鋼的兩倍，這一特性使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)減輕重量，讓這種合金比316，317L更具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。這種合金特別適用于-50°F/+600°F溫度范圍內(nèi)。超出這一溫度范圍的應(yīng)用，也可考慮這種合金，但是有一些限制，尤其是應(yīng)用于焊接結(jié)構(gòu)的時(shí)候。

應(yīng)用領(lǐng)域

壓力器皿、高壓儲(chǔ)藏罐、高壓管道、熱交換器(化學(xué)加工工業(yè))。

石油天然氣管道、熱交換器管件。

污水處理系統(tǒng)。

紙漿和造紙工業(yè)分類器、漂白設(shè)備、貯存處理系統(tǒng)。

高強(qiáng)度耐腐蝕環(huán)境下的回轉(zhuǎn)軸、壓榨輥、葉片、葉輪等。

輪船或卡車的貨物箱

食品加工設(shè)備

標(biāo)準(zhǔn)

ASTM/ASME...A240UNSS32205/S31803

EURONORM...1.4462X2CrNiMoN22.5.3

AFNOR...Z3CrNi22.05AZ

DIN...W.Nr1.4462

抗腐蝕能力

均勻腐蝕

由于鉻含量（22%），鉬（3%）及氮含量（0.18%）,2205的抗腐蝕特性在大多數(shù)環(huán)境下優(yōu)于316L和317L。

局部抗腐蝕

2205雙相不銹鋼中鉻、鉬及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中,對(duì)點(diǎn)腐蝕及隙腐蝕具有很強(qiáng)的抵抗能力。

抗應(yīng)力腐蝕

不銹鋼的雙相微觀結(jié)構(gòu)有助于提高不銹鋼的抗應(yīng)力腐蝕龜裂能力。在一定的溫度、應(yīng)張力、氧氣及氯化物存在的情況下,奧氏體不銹鋼會(huì)發(fā)生氯化物應(yīng)力腐蝕。由于這些條件不易控制，因此304L、316L和317L的使用在這方面受到限制。

抗腐蝕疲勞

2205雙相鋼的高強(qiáng)度及抗腐蝕能力使其具有很高的抗腐蝕疲勞強(qiáng)度。加工設(shè)備易受腐蝕環(huán)境和加載循環(huán)的影響，2205的特性適合這樣的應(yīng)用。

結(jié)構(gòu)

2205的化學(xué)成分在經(jīng)過(guò)1900°/1922°F(1040°/1080°C)固熔退火處理后,可獲得理想的微觀結(jié)構(gòu)50α/50γ。如果熱處理的溫度高于2000°F,可能會(huì)導(dǎo)致鐵素體成分的增加。像其他的雙相不銹鋼一樣,2205合金易受金屬間相析出的影響。金屬間相在1300°F和1800°F之間析出,在1600°F溫度下,其析出速度快。因此,我們需對(duì)2205進(jìn)行試驗(yàn)，確保無(wú)金屬間相，,試驗(yàn)參考ASTMA923。

加工

熱成形

我們建議成形應(yīng)盡量在600°F溫度以下進(jìn)行。在進(jìn)行熱成形處理時(shí),整個(gè)工件應(yīng)整體受熱,應(yīng)在1750°F到2250°F的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,2205合金在此溫度下柔軟。如果溫度過(guò)高,2205合金易于熱撕裂。如果低于此溫度,奧氏體就會(huì)發(fā)生斷裂。低于1700°F時(shí),由于溫度和形變的影響,金屬間相會(huì)很快形成。熱成形進(jìn)行完后,應(yīng)立即對(duì)其在為1900°F的溫度下進(jìn)行固熔退火,并進(jìn)行淬火來(lái)還原其相位平衡、韌性及抗腐蝕能力。我們不建議進(jìn)行應(yīng)力消除,但如果必須這樣做,材料應(yīng)在為1900°F的溫度下進(jìn)行固熔退火,然后迅速冷卻,進(jìn)行水淬火。

冷成形

2205合金可以進(jìn)行切割和冷成形。然而,由于2205合金自身的高強(qiáng)度及硬度,它比奧氏體鋼鐵更需要進(jìn)行冷成形,也正因?yàn)樗母邚?qiáng)度,要充分考慮到回彈的因素。

熱處理

2205合金應(yīng)在為1900°F的溫度下進(jìn)行退火處理,然后迅速冷卻,進(jìn)行水淬火。這項(xiàng)處理應(yīng)用于固熔退火及應(yīng)力解除。應(yīng)力解除處理如在低于1900°F的溫度下進(jìn)行,容易導(dǎo)致有害的金屬或非金屬相位的析出。

機(jī)械切削性

在高速的機(jī)床上,2205合金的進(jìn)給率和切削速度和316L是一樣的。如果采用炭化刀,切割速度與316L相比降低了大約20%,機(jī)器設(shè)備及其部件的性能在此起著關(guān)鍵性的作用。

焊接

2205合金的焊接性很好。2205合金所要達(dá)到的性能為焊接金屬和熱變質(zhì)部分仍然保持和基底金屬同樣的抗腐蝕能力、強(qiáng)度及韌性。2205的焊接難度不大,但需設(shè)計(jì)其焊接程序,以便焊接后,可以保持良好的相位平衡狀態(tài),避免有害的金屬相位或非金屬相位的析出。2205可在以下設(shè)備中進(jìn)行焊接:GTAW(TIG);GMAW(MIG);SMAW(“stick”electrode);SAW;FCW;andPAW

特點(diǎn)

1.雙相不銹鋼2205合金與316L和317L奧氏體不銹鋼相比,2205合金在抗斑蝕及裂隙腐蝕方面的性能更優(yōu)越,它具有很高的抗腐蝕能力,與奧氏體相比,它的熱膨脹系數(shù)更低,導(dǎo)熱性更高。

2.雙相不銹鋼2205合金與奧氏體不銹鋼相比,它的耐壓強(qiáng)度是其兩倍,與316L和317L相比,設(shè)計(jì)者可以減輕其重量。2205合金特別適用于—50°F/+600°F溫度范圍內(nèi),在嚴(yán)格限制的情況下(尤其對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)),也可以用于更低的溫度。

化學(xué)成分

C≤0.030Mn≤2.00Si≤1.00p≤0.030S≤0.020Cr22.0～23.0Ni4.5～6.5Mo3.0～3.5N0.14～0.20(奧氏體-鐵素體型）

性能補(bǔ)充：主要成分：22Cr-5.3Ni-3.2Mo-0.16N；各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：NAS329J3L、UNSS32205/S31803、DIN/EN1.4462、ASTMA240、ASMESA-240；機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度：σb≥640Mpa；延伸率：δ≥25%；典型工況：20%稀硫酸，60℃以下，年腐蝕率<0.1mm；配套焊絲：ER2209。

1、化學(xué)成分（JISG4305-005）（wt%）

2、性能（JISG4305-2005）

3、物理性能

密度

力學(xué)性能

優(yōu)點(diǎn)

2205不銹鋼板，2205不銹鋼，雙相不銹鋼2205，2205不銹鋼材料，為瑞典不銹鋼牌號(hào)。

雙相2205不銹鋼板與奧氏體304不銹鋼板的區(qū)別

1.屈服強(qiáng)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(chǔ)罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少30-50%，有利于降低成本。

2.具有優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，即使是含合金量的雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，尤其在含氯離子的環(huán)境中。應(yīng)力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問(wèn)題。

3.在許多介質(zhì)中應(yīng)用普遍的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(jí)雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性，再一些介質(zhì)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，與合金含量相當(dāng)?shù)膴W氏體不銹鋼相比，它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。

5.比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)低，和碳鋼接近，適合與碳鋼連接，具有重要的工程意義，如生產(chǎn)復(fù)合板或襯里等。

6.不論在動(dòng)載或靜載條件下，比奧氏體不銹鋼具有更高的能量吸收能力，這對(duì)結(jié)構(gòu)件應(yīng)付突發(fā)事故如沖撞，爆炸等，雙相不銹鋼優(yōu)勢(shì)明顯，有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

缺點(diǎn)

與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的缺點(diǎn)如下：

1.應(yīng)用的普遍性與多面性不如奧氏體不銹鋼，例如其使用溫度必須控制在250攝氏度以下。

2.其塑韌性較奧氏體不銹鋼低，冷，熱加工工藝和成型性能不如奧氏體不銹鋼。

3.存在中溫脆性區(qū)，需要嚴(yán)格控制熱處理和焊接的工藝制度，以避免有害相的出現(xiàn)，損害性能。

雙相2205不銹鋼板與鐵素體410不銹鋼板的區(qū)別

1.綜合力學(xué)性能比鐵素體不銹鋼好，尤其是塑韌性，不象鐵素體不銹鋼那樣對(duì)脆性敏感。

2.除耐應(yīng)力腐蝕性能外，其他耐局部腐蝕性能都優(yōu)于鐵素體不銹鋼。

3.冷加工工藝性能和冷成型性能遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼。

4.焊接性能也遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼，一般焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理。

5.應(yīng)用范圍較鐵素體不銹鋼寬。與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的缺點(diǎn)如下：合金元素含量高，價(jià)格相對(duì)高，一般鐵素體不含鎳。

不銹鋼（StainlessSteel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實(shí)際應(yīng)用中，常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學(xué)成分上的差異，前者不一定耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。

種類

不銹鋼常按組織狀態(tài)分為：馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼等。另外，可按成分分為：鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。

1、鐵素體不銹鋼：含鉻12%～30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高，耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼。

屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因?yàn)楹t量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機(jī)械性能與工藝性能較差，多用于受力不大的耐酸結(jié)構(gòu)及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕，并具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)，用于硝酸及食品工廠設(shè)備，也可制作在高溫下工作的零件，如燃?xì)廨啓C(jī)零件等。

2、奧氏體不銹鋼：含鉻大于18%，還含有8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質(zhì)腐蝕。奧氏體不銹鋼的常用牌號(hào)有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的wC<0.08%，鋼號(hào)中標(biāo)記為“0”。這類鋼中含有大量的Ni和Cr，使鋼在室溫下呈奧氏體狀態(tài)。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能，在氧化性和還原性介質(zhì)中耐蝕性均較好，用來(lái)制作耐酸設(shè)備，如耐蝕容器及設(shè)備襯里、輸送管道、耐硝酸的設(shè)備零件等。奧氏體不銹鋼一般采用固溶處理，即將鋼加熱至1050～1150℃，然后水冷，以獲得單相奧氏體組織。

3、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼：兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，并具有超塑性。

奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無(wú)室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時(shí)還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高，具有超塑性等特點(diǎn)。與奧氏體不銹鋼相比，強(qiáng)度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。

4、馬氏體不銹鋼：強(qiáng)度高，但塑性和可焊性較差。

馬氏體不銹鋼的常用牌號(hào)有1Cr13、3Cr13等，因含碳較高，故具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但耐蝕性稍差，用于力學(xué)性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上，如彈簧、汽輪機(jī)葉片、水壓機(jī)閥等。這類鋼是在淬火、回火處理后使用的。

不銹鋼作用

不銹鋼不會(huì)產(chǎn)生腐蝕、點(diǎn)蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼還是建筑用金屬材料中強(qiáng)度的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，所以它能使結(jié)構(gòu)部件地保持工程設(shè)計(jì)的完整性。含鉻不銹鋼還集機(jī)械強(qiáng)度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可滿足建筑師和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的需要。

典型用途

大多數(shù)的使用要求是長(zhǎng)期保持建筑物的原有外貌。在確定要選用的不銹鋼類型時(shí)，主要考慮的是所要求的審美標(biāo)準(zhǔn)、所在地大氣的腐蝕性以及要采用的清理制度。然而，其它應(yīng)用越來(lái)越多的只是尋求結(jié)構(gòu)的完整性或不透水性。例如，工業(yè)建筑的屋頂和側(cè)墻。在這些應(yīng)用中，物主的建造成本可能比審美更為重要，表面不很干凈也可以。在干燥的室內(nèi)環(huán)境中使用304不銹鋼效果相當(dāng)好。但是，在鄉(xiāng)村和城市要想在戶外保持其外觀，就需經(jīng)常進(jìn)行清洗。在污染嚴(yán)重的工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū)，表面會(huì)臟，甚至產(chǎn)生銹蝕。但要獲得戶外環(huán)境中的審美效果，就需采用含鎳不銹鋼。所以，304不銹鋼廣泛用于幕墻、側(cè)墻、屋頂及其它建筑用途，但在侵蝕性嚴(yán)重的工業(yè)或海洋大氣中，好采用316不銹鋼。不銹鋼拉門，現(xiàn)在，人們已充分認(rèn)識(shí)到了在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中使用不銹鋼的優(yōu)越性。有幾種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中包括了304和316不銹鋼。因?yàn)?雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強(qiáng)度及彈限強(qiáng)度融為一體，所以，歐洲準(zhǔn)則中也包括了這種鋼。產(chǎn)品形狀，實(shí)際上，不銹鋼是以全標(biāo)準(zhǔn)的金屬形狀和尺寸生產(chǎn)制造的，而且還有許多特殊形狀。常用的產(chǎn)品是用薄板和帶鋼制成的，也用中厚板生產(chǎn)特殊產(chǎn)品，例如，生產(chǎn)熱軋結(jié)構(gòu)型鋼和擠壓結(jié)構(gòu)型鋼。而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊管或無(wú)縫鋼管及其它形式的產(chǎn)品，包括型材、棒材、線材和鑄件。

表面狀態(tài)

正如后面將談到的，為了滿足建筑師們美學(xué)的要求，已開(kāi)發(fā)出了多種不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者無(wú)光澤的；可以是光面的、拋光的或壓花的；可以是著色的、彩色的、電鍍的或者在不銹鋼表面蝕刻有圖案，也可進(jìn)行拉絲等，以滿足設(shè)計(jì)人員對(duì)外觀的各種要求。保持表面狀態(tài)是容易的。只需偶爾進(jìn)行沖洗就能去除灰塵。由于耐腐蝕性良好，也可以容易地去除表面的涂寫污染或類似的其它表面污染。

未來(lái)展望

由于不銹鋼已具備建筑材料所要求的許多理想性能，它在金屬中可以說(shuō)是的，而其發(fā)展仍在繼續(xù)。為使不銹鋼在傳統(tǒng)的應(yīng)用中性能更好，一直在改進(jìn)現(xiàn)有的類型，而且，為了滿足高級(jí)建筑應(yīng)用的嚴(yán)格要求，正在開(kāi)發(fā)新的不銹鋼。由于生產(chǎn)效率不斷提高，質(zhì)量不斷改進(jìn)，不銹鋼已成為建筑師們選擇的具有成本效益的材料之一。不銹鋼集性能、外觀和使用特性于一身，所以不銹鋼仍將是世界上佳的建筑材料之一。