雙相鋼2507含鉻和鎳元素的作用(雙相不銹鋼的研究進展)
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雙相鋼2507含鉻和鎳元素的作用
超級雙相不銹鋼2507含有25%的鉻,4%的鉬和7%的鎳。
它具有很強的強度和耐腐蝕性,主要用于化學加工,石化和海底設備。
此外,這種不銹鋼還具有抗氯化物腐蝕,高導熱率和低熱膨脹系數的特性。
鉻,鉬和氮含量高,可以抵抗點腐蝕,裂紋腐蝕和一般腐蝕。
(a)與普通腐蝕液和904L相比,超級雙相不銹鋼2507對混有氯離子的硫酸具有更強的耐腐蝕性。
對于904L,它是一種專為抵抗純硫酸腐蝕而設計的奧氏體合金。
然而,借助于高鉻和鉬含量,超級雙相不銹鋼2507具有抵抗諸如甲酸和乙酸之類的有機酸和無機酸的能力。
對于316L,它不能在可能會遭受局部或整體腐蝕的鹽酸環境中使用。
超級雙相不銹鋼2507可以在稀鹽酸環境中使用,因為它具有很強的抗斑點損壞和裂紋腐蝕的能力。
(c)應力腐蝕引起的開裂:由于其較高的合金含量,2507的耐腐蝕性和強度優于2205。
2507的復合結構使其自身具有很強的抗應力腐蝕開裂性。
(e)裂紋腐蝕:對于每一種結構,裂紋總是不可避免的,因此使不銹鋼在氯化物環境中更容易受到腐蝕。
超級雙相不銹鋼2507具有很強的抗裂紋腐蝕性能。
雙相不銹鋼的研究進展
雙相不銹鋼兼有奧氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼的特點,與奧氏體不銹鋼相比,其屈服強度一般為Cr-Ni奧氏體不銹鋼的2倍,具有很強的耐氯化物應力腐蝕、抗局部點蝕的能力[1];與鐵素體不銹鋼相比,其塑性、韌性更高且無室溫脆性[2]。
由于雙相不銹鋼具有許多優異的性能,使其作為一種重要的可焊接結構材料,日益受到人們的重視并對其進行了大量的研究,取得了長足的進步。
雙相不銹鋼出現于20世紀30年代,它經歷了三個發展階段。
第一階段是以SAF2304為代表的雙相不銹鋼,它的化學組成是23%Cr、4%Ni、0.1%N,不含鉬且具有良好的耐腐蝕性;第二階段是以SAF2205為代表的雙相不銹鋼,它的化學組成是22%Cr、5%Ni、O.17%N,PRE值較高且其耐腐蝕性能比SAF2304要高許多[3];第三階段是以SAF2507為代表的雙相不銹鋼,它的化學組成是25%Cr、6~7%Ni、3~4%Mo、0.2~0.3%N,其PRE值達到40,具有良好的耐氯化物應力腐蝕、點蝕等性能,主要用于含H2S或Cl等非常惡劣的腐蝕環境中[4]。
谷莉等[6]總結了影響2205雙相不銹鋼焊接性的因素,指出冷卻速度、氮含量、焊接熱輸入、相脆化及焊后消應力處理等都對雙相不銹鋼的焊接性產生重要影響。
繆樂德等[7]研究了750℃下不同熱處理時間對2205雙相不銹鋼析出相的影響,結果表明,在時效開始時先形成金屬間相相,隨著時間的延長,相減少,而相逐漸形成并最終占主量。
鮑崇高等[8]對雙相不銹鋼26O5N與鐵索體不銹鋼Cr30的耐腐蝕性能進行了研究,試驗中所用的2605N兩相比例約為13.9%奧氏體和86.1%鐵素體,試驗結果表明2605N雙相不銹鋼的腐蝕速率遠低于Cr30鐵素體不銹鋼,Cr30的腐蝕速率是雙相不銹鋼材料的7倍多。
S.Sathiyanarayanan等[9]采用電化學方法比較了Ti6Al4V合金、傳統的雙相不銹鋼(UNS31803)和AISI304奧氏體不銹鋼在常見腐蝕液中的腐蝕行為,同時又探討了雙相不銹鋼在生物醫學領域中的應用性。
結果表明,雙相不銹鋼的整體耐腐蝕性稍低于奧氏體不銹鋼與鈦合金。
當浸入腐蝕液中時,雙相不銹鋼沒有出現點蝕,與此同時雙相不銹鋼顯示出與鈦合金相似的耐局部腐蝕性能,可以認為雙相不銹鋼是鈦合金的最佳替代材料。
A.Cigada等[10]開發了一種具有高鉬和高氮含量的25Cr-7Ni-4Mo-0.28N奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼,與傳統的不銹鋼相比,25Cr-7Ni-4Mo-0.28N雙相不銹鋼具有優良的耐腐蝕性能及力學性能,可以作為ASTMF138奧氏體不銹鋼的替代材料。
[2]高娃,羅建民,楊建君.雙相不銹鋼的研究進展及其應用[J].兵器材料科學與工程,2005,28(3):61-63。
[4]SanMarchiA,SomerdayBP,ZelinskiJ,eta1.Mechanicalpropertiesofsuperduplexstainlesssteel。
[6]谷莉,徐紅彤,劉善春,胡玉霞.影響2205雙相不銹鋼焊接性因素的分析.工藝與裝備,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雙相鋼不銹鋼
S31803合金所要達到的性能為焊接金屬和熱變質部分仍然保持和基底金屬同樣的抗腐蝕能力、強度及韌性。
S31803的焊接難度不大,但需設計其焊接程序,以便焊接后,可以保持良好的相位平衡狀態,避免有害的金屬相位或非金屬相位的析出。
1.雙相不銹鋼S31803合金與316L和317L奧氏體不銹鋼相比,S31803合金在抗斑蝕及裂隙腐蝕方面的性能更優越,它具有很高的抗腐蝕能力,與奧氏體相比,它的熱膨脹系數更低,導熱性更高。
N0.14~0.20(奧氏體-鐵素體型)。
壓力器皿、高壓儲藏罐、高壓管道、熱交換器(化學加工工業)。
高強度耐腐蝕環境下的回轉軸、壓榨輥、葉片、葉輪等。
EURONORM...........1.4462X2CrNiMoN22.5.3。
DIN.........................W.Nr1.4462。
S31803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,對點腐蝕及隙腐蝕具有很強的抵抗能力。
S31803雙相鋼的高強度及抗腐蝕能力使其具有很高的抗腐蝕疲勞強度。
加工設備易受腐蝕環境和加載循環的影響,S31803的特性非常適合這樣的應用。
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