上海能輝不銹鋼有限公司
產品名稱
2205雙相不銹鋼無縫管
產品介紹
【一】 生產規格（mm）：Ø6×1～325×20(可按客戶要求定做)
【二】 成品長度（m）：5—7(可按客戶要求定做)
【三】 產品材質：2205（00Cr22Ni5Mo3N）
【四】 理論重量(kg/m)：雙相不銹鋼 W=0.02491S(D-S)
2205簡介
2205是一種加N雙相不銹鋼。N的加入明顯地改善了2205的耐腐蝕性能，尤其是焊接的情況。ASTM標準對2205
雙相鋼的含N量要求是0.08-0.2%，Cr、Mo、Ni的含量也有要求，所以2205雙相鋼的點蝕當量PREN值達到了35.8，
進一步提高了耐蝕性能。
2205雙相不銹鋼是由22%鉻,3%鉬及5-6%鎳氮構成的雙相不銹鋼。它具有高強度、良好的沖擊韌性以及良好的整體
和局部的抗應力腐蝕能力。
與316L和317L奧氏體不銹鋼相比,2205合金在抗點腐蝕及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。
2205的屈服強度是奧氏體不銹鋼的兩倍，這一特性使設計者在設計產品時減輕重量，讓這種合金比316，317L更具有
價格優勢。
2205是使用最廣泛的雙相不銹鋼材料，在出廠前的所有2205不銹鋼都要金相檢驗，以防止加工過程中產生σ相。2205
最常見的應用形式是管件。
產品特性
1、化學成分和產品標準
|
元素 |
C |
Mn |
P |
S |
Si |
Cr |
Ni |
Mo |
N |
Fe |
|
典型成分 |
0.02 |
0.07 |
0.025 |
0.001 |
0.4 |
22.4 |
5.8 |
3.3 |
0.16 |
余量 |
|
ASTM標準 |
0.030max |
2.0 max |
0.030 max |
0.020 max |
1.0 max |
21.0-23.0 |
4.5-6.5 |
2.5-3.5 |
0.08-0.20 |
余量 |
2205材料的ASTM和ASME標準如下表所示
|
產品形式 |
ASTM標準 |
ASME標準 |
|
管(焊管和無縫管) |
A790 |
SA790 |
2、耐蝕性能
應力腐蝕
不含鎳的鐵素體鋼對氯化物的應力腐蝕斷裂有天生的免疫力，即使在苛刻的42%的MgCl2溶液中也是如此，從另一方
面來說，含鎳的奧氏體不銹鋼則很容易受到氯離子應力腐蝕斷裂的影響。奧氏體和鐵素體不銹鋼對氯離子的應力腐蝕
斷裂的抵抗取決于合金中鎳的含量。
從某種意義上說，雙相合金是奧氏體相和鐵素體相的合成，但在雙相合金中的成分都會傾向于某一相。在一定的溫度、
應張力、氧氣及氯化物存在的情況下,奧氏體不銹鋼會發生氯化物應力腐蝕。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。
下表是是304和2205在幾種沸騰溶液中的腐蝕性能試驗結果。
|
|
應力腐蝕斷裂試驗情況 |
|
合金 |
沸騰42%MgCl2 |
沸騰33%LiCl |
沸騰26%NaCl |
|
304L(8%Ni) |
失敗(20h) |
失敗(96h) |
失敗(850h) |
|
439(鐵素體型) |
通過(2000h) |
通過(2000h) |
通過(1000h) |
|
2205 |
失敗(89h) |
通過(1000h) |
通過(1000h) |
|
2205(焊接) |
失敗(89h) |
通過(1000h) |
通過(1000h) |
點蝕和縫隙腐蝕
對氯離子的點蝕和縫隙腐蝕的評定可以使用ASTM標準G-48試驗方法(10%FeCl3-6H2O)，并且逐漸提高溫度直到發
現縫隙腐蝕發生為止。則首先發現縫隙腐蝕發生的溫度稱為臨界縫隙腐蝕溫度，可以用來衡量材料耐縫隙腐蝕的能力，
但在氯化溶液中不必要標明合金的限制使用溫度。
10%FeCl3溶液中的縫隙腐蝕數據
|
合金 |
典型316 |
典型317 |
2205 |
E-BRITE26-1 |
AL-6XN |
Inconel625 |
AL 29-4C |
|
縫隙腐蝕發生溫度(℃) |
-3 |
2 |
20 |
24 |
45 |
45 |
52 |
均勻腐蝕
2205對稀的還原性酸和高濃度的氧化性酸有抵抗性，對低濃度的有機酸也有抵抗性，但在高溫高濃度下要小心使用。
下表是316和2205普通狀態和焊接狀態的腐蝕試驗對比情況。
腐蝕對比試驗數據
|
試驗溶液(沸騰) |
腐蝕率(mm/a) |
|
典型316L |
2205 |
|
基材 |
焊接材料 |
基材 |
焊接材料 |
|
20%醋酸 |
＜0.01 |
＜0.01 |
＜0.01 |
＜0.01 |
|
45蟻酸 |
0.60 |
0.53 |
0.01 |
0.01 |
|
1%鹽酸 |
0.02 |
1.61 |
0.02 |
0.02 |
|
65%硝酸 |
0.56 |
0.46 |
0.52 |
0.49 |
|
10%草酸 |
1.22 |
1.13 |
0.20 |
0.13 |
|
20%磷酸 |
0.02 |
0.03 |
0.02 |
0.03 |
|
10%硫酸氫鈉 |
1.82 |
1.43 |
0.65 |
0.51 |
|
50%氫氧化鈉 |
1.97 |
2.17 |
0.61 |
0.57 |
|
10%氨基磺酸 |
3.15 |
3.03 |
0.56 |
0.44 |
|
10%硫酸 |
16.1 |
16.7 |
5.23 |
5.08 |
|
硫酸鐵+50%硫酸(A262B) |
0.66 |
0.59 |
0.51 |
0.45 |
晶間腐蝕
2205焊接狀態抗晶間腐蝕試驗可以按ASTM A262E執行(16%H2SO4+CuSO4溶液)
物理性能
密度：7.88g/cm3 比熱：420J/kg-k 熱傳導系數：(20-100℃) 19w/m-k
熱膨脹系數：(20-100℃) 13.7×10 -6 /℃ 平均彈性模量：190 Gpa
力學性能和工藝性能
典型室溫下的力學性能如下表所示。
|
|
ASTM A 240 |
平均值 |
|
屈服強度(0.2%), MPa |
448 最小值 |
510 |
|
抗拉強度, MPa |
620 最小值 |
724 |
|
延展率, % |
25 最小值 |
30 |
|
硬度HB |
293最大值 |
256 |
高溫力學性能
|
溫度℃ |
50 |
100 |
200 |
300 |
|
屈服強度(0.2%), MPa |
414 |
359 |
310 |
283 |
|
抗拉強度, MPa |
662 |
621 |
572 |
559 |
高溫下的拉力性能
2205雙相鋼在ASME鍋爐與壓力容器規范中被允許使用在316℃以下溫度。其強度可以通過ASME鍋爐與壓力容器
標準中的許用應力來表示。下表是典型316和2205的許用應力對比情況。
最大許用應力(依據ASME規范)
|
最大溫度(℃) |
38 |
93 |
149 |
204 |
260 |
316 |
|
2205（MPa） |
155 |
155 |
150 |
144 |
141 |
139 |
|
典型316（MPa） |
130 |
112 |
101 |
92 |
86 |
81 |
沖擊性能
2205雙相鋼可以從高溫塑性破壞向低溫脆性斷裂轉變，此塑性-脆性的轉變溫度可以通過在343-538°C長時間的保溫
來充分地提高。
高溫對力學性能的影響
ASME鍋爐與壓力容器規范中明確規定2205雙相鋼的使用溫度上限是316℃，因為雙相鋼有一個“475℃脆化”的問
題，主要是由于鐵素體相在343-538℃之間加熱時會出現脆化現象。但這種脆化是可逆的，只要通過在593℃以上加熱
就可以還原。然而，另外一個脆化溫度區間是538-1000℃，因為有有害于沖擊性和腐蝕性的中間相析出。整體退火和
快速冷卻處理可以消除脆性相，同時也是消除成形應力和“475℃脆化”首選方案。
成形和熱處理
2205可以很成功地冷彎和拉伸。相對于普通奧氏體不銹鋼來說，2205有很高的強度，對成形設備要求有很高的要求。
雙相鋼中鐵素體相的延伸率比奧氏體相要小，所以2205在彎曲時其彎曲半徑要比奧氏體不銹鋼大。
此外，2205管材和管板脹接時，由于其彈性延伸率較低，所以其脹接程度要受到限制。2205相對于很多管板材料來說
其強度是很高的，因此，2205管材和其它材料的管板脹接時要十分小心。
重度彎曲變形后要整體退火(不只是消應力退火)，以防止在使用環境中應力腐蝕開裂，消應力熱處理的溫度一般在
316-927℃之間，至于對材料性能的影響不作考慮。
熱處理
2205的退火溫度一般在1020-1100℃并快速冷卻，在1100℃附近熱處理時，會讓鐵素體相含量大大增加。
焊接
2205雙相鋼中的鐵素體相和奧氏體相含量基本相同，氧炔焊會讓基材的焊縫和熱影響區的鐵素體含量上升，并行的退
火處理可以恢復兩相的平衡。然而退火處理后焊縫的鐵素體含量還是要稍高一點。焊縫中的鐵素體含量不可以過高。
匹配的填料金屬對2205的焊接來說是有經濟性的，象AWS 2209這樣的填料金屬有比基材金屬更高的含Ni量，主要
是為了使焊區域產生相平衡，讓焊縫區域和基材金屬有用樣的化學成分。當2205和異種鋼焊接時，填料金屬中要含有
一些奧氏體形成元素，以便可以形成一條奧氏體焊縫。焊縫區域如含有大量鐵素體晶粒，就會讓材料的室溫沖擊韌性大
大降低。
產品應用
高壓管道、熱交換器管道，石油天然氣管道、污水處理裝置管道，紙漿和造紙工業分類器、漂白設備管道等。酸性油，
氣井生產，還有煉油，紙漿，化肥，石化等領域管道，用于制造熱交換器冷凝器等易產生點蝕和應力腐蝕的受壓設備相
關管道，可代替304L，316L奧氏體不銹鋼，海上化學品儲罐運輸船等。
主要客戶
化工廠，鍋爐廠，造紙廠，石化設備廠，高壓器皿廠，煉油廠，化肥廠等。 |