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2205(UNS S31803/S32205)
2205 合金( UNS S32305/S31803 )是由22%鉻,3%鉬及5-6%鎳氮合金構成的復 式不銹鋼。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協(xié)強腐蝕能 力。
與316L 和317L 奧氏體不銹鋼相比,2205 合金在抗蝕損斑及裂縫方面的性能 更*,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,導熱性 更高。
與奧氏體不銹鋼相比,它的耐壓強度是其兩倍,與316L 和317L 相比,設計 者可以減輕其重量,其成本也更低。
常規(guī)特性
2205復式不銹鋼2205合金是由22%鉻,3%鉬及5-6%鎳氮合金構成的復式不銹鋼。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合金在抗斑蝕及裂隙腐蝕方面的性能更*,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,導熱性更高。
與奧氏體不銹鋼相比,它的耐壓強度是其兩倍,與316L和317L相比,設計者可以減輕其重量,故其成本也更低。這種合金特別適用于—50?F/+600?F溫度范圍內(nèi),在嚴格限制的情況下(尤其對于焊接結(jié)構),也可以用于更低的溫度.
應用領域
· 壓力器皿、高壓儲藏罐、高壓管道、熱交換器(化學加工工業(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、漂白設備、貯存處理系統(tǒng)。
· 高強度耐腐蝕環(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
· 食品加工設備
標準
ASTM/ASME...........A240 UNS S32205/S31803
EURONORM...........1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3
AFNOR...................Z3 CrNi 22.05 AZ
DIN.........................W. Nr 1.4462
抗腐蝕能力
一般腐蝕由于其較高的鉻
鉬及氮含量,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中鉻、鉬及氮的含量使其在腐蝕性及酸性的溶液中, 對銹斑及裂隙腐蝕具有很強的抵抗能力。
在含2000ppm 氯化物的硫磺酸溶液中等腐蝕曲線4 mpy (0.1 mm/yr)
抗應力腐蝕
不銹鋼的復式微觀結(jié)構有助于提高其抗應力裂隙腐蝕的能力。
在一定的溫度、壓強、氧氣及氯化物存在的情況下,氯化物應力腐蝕的現(xiàn)象會發(fā)生。因為這些條件不宜控制。304L、316L和317L的使用在這方面受到限制。
疲勞強度腐蝕
2205 合金的高強度及抗腐蝕能力使其具有很高的抗腐蝕抗疲勞強度。主要應用于具有較強腐蝕性的環(huán)境中。
采用AvestaPolarit 蝕損電池測得1M NaCl 中蝕損臨界溫度。
在10% FeCl3·6H2O中的裂縫腐蝕臨界溫度
濕處理磷酸中的一般腐蝕
| 腐蝕率, ipy | |
等級 | 溶液A, 140?F | 溶液B, 120?F |
2205 | 3.1 | 3.9 |
316L | >200 | >200 |
904L | 47 | 6.3 |
成份, wt % | ||||
P2O5 | HCl | HF | H2SO4 | Fe2O3 |
Sol A 54.0 | 0.06 | 1.1 | 4.1 | 0.27 |
Sol B 27.5 | 0.34 | 1.3 | 1.72 | 0.4 |
成份, wt % | ||||
P2O5 | Al2O | SiO2 | CaO | MgO |
Sol A 54.0 | 0.17 | 0.10 | 0.20 | 0.70 |
Sol B 27.5 | 0.01 | 0.3 | 0.02 | -- |
抗應力開裂性腐蝕
等級 | Boiling 42% MgCI2 | Wick Test | Boiling 25% NaCI |
2205 | F | P | P |
254 SMO® | F | P | P |
Type 316L | F | F | F |
Type 317L | F | F | F |
Alloy 904L | F | F or P | F or P |
Alloy 20 | F | P | P |
(p=通過F=未通過)
化學成分
Typical values (Weight %)
C | Cr | Ni | Mo | N | Others |
0.020 | 22.1 | 5.6 | 3.1 | 0.18 | S=0.001 |
PREN = [Cr%] = 3.3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 34 |
機械特性
室溫下機械特性
| ASTM A 240 | Typical |
屈服強度(0.2%), ksi | 65 min. | 74 |
耐壓強度, ksi | 90 min. | 105 |
延展率, % | 25 min. | 30 |
硬度HB | 293 max. | 256 |
高溫下力學特性
溫度°F | 122 | 212 | 392 | 572 |
屈服強度(0.2%), ksi | 60 | 52 | 45 | 41 |
耐壓強度, ksi | 96 | 90 | 83 | 81 |
物理特性
溫度°F |
| 68 | 212 | 392 | 572 |
密度 | lb/in3 | 0.278 | -- | -- | -- |
彈性模量 | psi x 106 | 27.6 | 26.1 | 25.4 | 24.9 |
線膨脹(68?F-T) | 10-6/°F | -- | 7.5 | 7.8 | 8.1 |
導熱系數(shù) | Btu/h ft. °F | 8.7 | 9.2 | 9.8 | 10.4 |
熱容量 | Btu/lb/°F | 0.112 | 0.119 | 0.127 | 0.134 |
電阻率 | in x 10-6 | 33.5 | 35.4 | 37.4 | 39.4 |
結(jié)構
2205 的化學成分在經(jīng)過1040?/1080?C固熔退火處理后,理想的微觀結(jié)構為50 α / 50 γ 。
如果熱處理的溫度高于2000?F ,可能會導致鐵酸鹽成分的增加。
像其他的復式不銹鋼一樣,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2205 進行試驗,試驗參考ASTM A 923.
加工
熱成形
我們建議成形應盡量在600°F 溫度以下進行。在進行熱成形處理時,整個工件應整體受熱,應在1750?F到2250?F的溫度范圍內(nèi)進行,2205 合金在此溫度下非常柔軟。如果溫度過高,2205合金易于熱撕裂。如果低于此溫度,奧氏體就會發(fā)生斷裂。低于1700°F時,由于溫度和形變的影響,金屬間相會很快形成。熱成形進行完后,應立即對其在低為1900?F的溫度下進行固熔退火,并進行淬火來還原其相位平衡、韌性及抗腐蝕能力。我們不建議進行應力解除,但如果必須這樣做,材料應在低為1900?F的溫度下進行固熔退火,然后迅速冷卻,進行水淬火。
冷成形
2205 合金可以進行切割和冷成形。然而,由于2205 合金自身的高強度及硬度,它比奧氏體鋼鐵更需要進行冷成形,也正因為它的高強度,要充分考慮到回彈的因素。
熱處理
2205 合金應在低為1900?F的溫度下進行退火處理,然后迅速冷卻,進行水淬火。這項處理應用于固熔退火及應力解除。應力解除處理如在低于1900?F 的溫度下進行,容易導致有害的金屬或非金屬相位的析出。
機械切削性
在高速的機床上,2205 合金的進給率和切削速度和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%,機器設備及其部件的性能在此起著關鍵性的作用。
焊接
2205 合金的焊接性很好。2205 合金所要達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、強度及韌性。2205 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(tài),避免有害的金屬相位或非金屬相位的析出。2205 可在以下設備中進行焊接: GTAW (TIG); GMAW (MIG); SMAW (“stick” electrode);SAW; FCW; and PAW.
說明
2205 Code Plus Two 是AvestaPolarit, Inc的注冊商標。254 SMO and 654 SMO是
AvestaPolarit 不銹鋼公司的注冊商標。SAF 2304 是Sandvik AB公司的注冊商標。
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