2205雙相不銹鋼
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。
這種合金特別適用于-50°F/+600°F 溫度范圍內。超出這一溫度范圍的應用，也可考慮這種合金，但是有一些限制，尤其是應用于焊接結構的時候。
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)。
石油天然氣管道、熱交換器管件。
污水處理系統。
紙漿和造紙工業分類器、漂白設備、貯存處理系統。
高強度耐腐蝕環境下的回轉軸、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/S31803EURONORM...........1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3
AFNOR...................Z3 CrNi 22.05 AZ
DIN.........................W. Nr 1.4462
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環境下優于316L和317L。
局部抗腐蝕
2205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。
在含2000ppm 氯化物的硫酸溶液中的腐蝕曲線4 mpy (0.1 mm/yr)
抗應力腐蝕
不銹鋼的雙相微觀結構有助于提高不銹鋼的抗應力腐蝕龜裂能力。
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。
抗腐蝕疲勞
2205 合金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，2205的特性非常適合這樣的應用。
采用AvestaPolarit 蝕損電池測得1M NaCl 中蝕損臨界溫度。
在10% FeCl3?6H2O中的隙腐蝕臨界溫度
濕處理磷酸中的均勻腐蝕
| 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 | Al203 | SiO2 | CaO | MgO |
| Sol A 54.0 | 0.06 | 1.1 | 4.1 | 0.27 | 0.17 | 0.10 | 0.20 | 0.70 |
| Sol B 27.5 | 0.34 | 1.3 | 1.72 | 0.4 | 0.001 | 0.3 | 0.02 | — |
抗應力開裂性腐蝕
| Boiling | Wick | Boiling | |
|---|---|---|---|
| 等級 | 42% MgCl2 | Test | 25% NaCl |
| 2205 | F | P | P |
| 254 SMO? | F | P | P |
| Type 316L | F | F | F |
| Type 317L | F | F | F |
| Alloy 904L | F | P or F | P or F |
| Alloy 20 | F | P | P |
(p=通過F=未通過)
化學成分
平均值 (重量 %)
| Carbon | Chromium | Nickel | Molybdenum | Nitrogen | 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 | 32 max. | 19 |
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 | Btu/h ft°F | 8.7 | 9.2 | 9.8 | 10.4 |
| 熱容量 | Btu/lb ft°F | 0.112 | 0.119 | 0.127 | 0.134 |
| 電阻率 | Ωin x 10-6 | 33.5 | 35.4 | 37.4 | 39.4 |
結構
The chemical analysis of 2205 duplex stainless steel plate is optimized to obtain a typical 50 a/ 50 g microstructure after solution annealing treatment at 1900°/1922°F (1040°/1080°C).
Chloride Pitting Resistance
2205 的化學成分在經過1900°/1922°F (1040°/1080°C)固熔退火處理后,可獲得理想的微觀結構50 α / 50 γ 。
如果熱處理的溫度高于2000°F ,可能會導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,其析出速度最快。因此,我們需對2205 進行試驗，確保無金屬間相，,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,應立即對其在最低為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消除,但如果必須這樣做,材料應在最低為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 合金應在最低為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,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.
