很多人不知道2205雙相不銹鋼在制藥及生物領域應用的知識，小編對不銹鋼中各種主要化學元素的作用進行分享，希望能對你有所幫助！

本文導讀目錄：

1、2205雙相不銹鋼在制藥及生物領域應用

2、不銹鋼中各種主要化學元素的作用

3、雙相不銹鋼的優勢

2205雙相不銹鋼在制藥及生物領域應用

　　圖1采用厚度標號為10的2205雙相不銹鋼板和4.8毫米厚的2205雙相不銹鋼板制造的制藥行業用研發容器。

　　與產品接觸的表面經電解拋光使光潔度達到ASMEBPE-SF4。

　　316L不銹鋼的金相組織中包括奧氏體相和非常少量的鐵素體相，通過向合金中添加足量的鎳來穩定奧氏體相。

　　鍛軋316L不銹鋼的鎳含量一般為10-11%。

　　雙相不銹鋼的化學成份經過調整，形成的顯微組織含有大致相同數量的鐵素體相和奧氏體相(圖2)，“雙相”指具有奧氏體/鐵素體兩相的顯微組織。

　　通過減少鎳含量至大約5%，并調整錳和氮的添加量至形成約40-50%的鐵素體而形成2205雙相不銹鋼。

　　2205雙相不銹鋼的化學成份是平衡的，奧氏體相和鐵素體相具備大至相當的耐腐蝕性。

　　2205雙相不銹鋼氮含量的增加及其細晶粒的顯微組織使其具有比304L和316L等常見奧氏體不銹鋼更高的強度。

　　在固熔退火條件下，2205雙相不銹鋼的屈服強度大約是316L不銹鋼的兩倍。

　　由于強度較高，2205雙相不銹鋼的許用應力可以高得多，這取決于工藝設備制造所采用的設計規范。

　　在許多應用中，壁厚可以減薄，從而減輕重量，節約成本。

　　表2固溶退火的雙牌號316/316L和2205雙相不銹鋼力學性能比較。

　　在制藥和生物科技應用中，不銹鋼最常見的腐蝕形式是在含氯化物環境中的點蝕。

　　2205雙相不銹鋼較高的鉻、鉬和氮含量，達到了顯著優于316L不銹鋼的耐點蝕和縫隙腐蝕性能。

　　通過在6%三氯化鐵標準試驗溶液中測量發生點蝕所需要的溫度（臨界點蝕溫度），可確定不銹鋼的相對耐點蝕性能。

　　如圖3所示，2205雙相不銹鋼的臨界點蝕溫度（CPT）介于316L不銹鋼與6%鉬超級奧氏體不銹鋼之間。

　　應當注意，在三氯化鐵溶液中測得的CPT數據可用于比較材料耐氯離子點蝕性能，但不應用于預測材料在其它氯化物環境中的臨界點蝕溫度。

　　當溫度高于60C，在拉伸應力和氯離子的共同作用下，316L不銹鋼容易出現裂紋，這種災難性的腐蝕形式被稱為氯化物應力腐蝕開裂（SCC）。

　　在熱工藝流體條件下選用材料時，必須考慮這種腐蝕。

　　應當避免將316不銹鋼用于存在氯離子及60C或以上溫度的條件。

　　如圖4所示，2205雙相不銹鋼在簡單鹽溶液中耐SCC的溫度可達至少120C。

　　暴露在高純度水中的不銹鋼，表面可能出現薄薄的銹跡或沉積物，這被稱為紅銹（圖5）。

　　這銹跡主要由氧化鐵或氫氧化鐵顆粒物構成，有多種顏色，包括紅色、金黃色、藍色、灰色和深褐色等色調。

　　形成紅銹的原因尚未明了，但特定的不銹鋼牌號和表面處理可能影響紅銹的形成。

　　在制藥和生物科技行業中，注射用水（WFI）系統所處的清潔蒸汽環境和高純度水環境，經常會出現紅銹現象。

　　蒸餾裝置、貯罐、工藝過程容器、泵、閥門和管道等部件均可能受到影響。

　　2205雙相不銹鋼的加工制作在許多方面與316L是類似的，但是仍存在一些重要差異。

　　冷成形加工操作必須考慮到雙相不銹鋼較高的強度和較高的加工硬化特性。

　　成形設備可能要求具備更高的負荷能力，而且在成形操作中，2205不銹鋼將會表現出比標準奧氏體不銹鋼牌號更高的回彈。

　　2205雙相不銹鋼較高的強度使其比316L更難進行切削加工。

　　有關雙相不銹鋼加工的詳細指南，參見國際鉬協會(IMOA)出版的《雙相不銹鋼加工制作實用指南。

　　圖6不銹鋼管道的自動軌道焊接@ArcMachines。

　　雙相不銹鋼如2205的熔透性和流動性比316L不銹鋼差，所以焊接速度較慢。

　　因為2205雙相不銹鋼熔透性差，所以需要修改接頭的形狀。

　　2205雙相不銹鋼需要比316L不銹鋼更寬的坡口角度、更大的根部間隙和更小的鈍邊，以便獲得完全熔透的焊縫。

　　表3焊接2205雙相不銹鋼管道所用的自耗嵌塊。

　　許多制藥和生物科技應用都要求與產品接觸的表面經過電解拋光處理。

　　因此，能夠提供高質量電解拋光表面的能力就成為了一項重要的材料特性。

　　2205雙相不銹鋼可以電解拋光至0.38微米或更高的光潔度，這樣的光潔度滿足或超過了ASMEBPE標準對電解拋光表面的表面光潔度要求。

　　盡管2205雙相不銹鋼能夠輕易滿足制藥和生物科技行業對表面光潔度的要求，但經電解拋光的2205不銹鋼表面并不像電解拋光后316L不銹鋼表面那樣光亮。

　　這種差異是因為在電解拋光過程中，鐵素體相比奧氏體相的金屬溶解率略高。

　　很多行業和國家標準都包含了2205雙相不銹鋼。

　　ASTMA240標準目前列出了2205雙相不銹鋼的兩種牌號S31803和S32205。

　　S32205的鉻、鉬和氮最低含量要求稍微高一些，但仍然在S31803的化學成份范圍內。

　　開發這個牌號的目的，是為了解決某些S31803焊縫熱影響區（HAZ）潛在的耐腐蝕性和韌性損失的問題。

　　如果要求使用S31803，有些時候是因為此牌號包含在ASME標準當中，用戶應當要求所有S31803牌號的化學成份也滿足S32205牌號的成分要求，以便性能保持一致。

　　表42205雙相不銹鋼ASTM產品和質量標準匯總。

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不銹鋼中各種主要化學元素的作用

　　決定不銹鋼不銹屬性的元素只有一種，那就是鉻，每種不銹鋼都一定擁有鉻元素。

　　根本原因是向鋼中添加鉻元素以后，能夠促使鋼內部的矛盾運動向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發展。

　　即鉻元素使鐵基固溶體的電極電位提高，且鉻會吸收鐵的電子使鐵鈍化。

　　碳是工業用鋼的一種主要元素，它的性能和組織在很大程度上受碳在鋼中的含量及分布形式決定，在不銹鋼中碳的影響非常明顯。

　　碳在不銹鋼中對組織的影響主要表現在兩個方面，一方面碳是穩定奧氏體的元素，且其效果很強（約是鎳的30倍），另一方面又因為碳和鉻的親和力很大，會和鉻形成一系列復雜的碳化物。

　　因此從強度與耐腐蝕性能部分看，碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。

　　所以能從不同的使用要求出發，來選擇不同含碳量的不銹鋼。

　　不過說得確切一些，錳的作用不在于生成奧氏體，只是在于其可以降低不銹鋼的臨界淬火速度，在冷卻時增加奧氏體的穩定性，抑制奧氏體的分解，使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫。

　　在提高不銹鋼的耐腐蝕性能方面，錳的作用不大。

雙相不銹鋼的優勢

　　該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高，具有超塑性等特點。

　　與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。

　　雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能，也是一種節鎳不銹鋼。

　　（1）含鉬雙相不銹鋼在低應力下有良好的耐氯化物應力腐蝕性能。

　　一般18-8型奧氏體不銹鋼在60C以上中性氯化物溶液中容易發生應力腐蝕斷裂，在微量氯化物及硫化氫工業介質中用這類不銹鋼制造的熱交換器、蒸發器等設備都存在著產生應力腐蝕斷裂的傾向，而雙相不銹鋼卻有良好的抵抗能力。

　　（3）具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。

　　在某些腐蝕介質的條件下，適用于制作泵、閥等動力設備。

　　（5）可焊性良好，熱裂傾向小，一般焊前不需預熱，焊后不需熱處理，可與18-8型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接。

　　（7）冷加工時比18-8型奧氏體不銹鋼加工硬化效應大，在管、板承受變形初期，需施加較大應力才能變形。

　　雙相不銹鋼的用途：用于煉油、化肥、造紙、石油、化工等耐海水耐高溫濃硝酸等熱交換器和冷淋器及器件。

那么以上的內容就是關于2205雙相不銹鋼在制藥及生物領域應用的介紹了，不銹鋼中各種主要化學元素的作用是小編整理匯總而成，希望能給大家帶來幫助。