ASTM A276、A479、A789、A790、A928、A815、A240、A182
雙相不鏽鋼2205(UNS S31803/S32205)
化學成份:
| 牌號 | 碳C | 矽Si | 錳Mn | 磷P | 硫S | 鉻Cr | 鎳Ni | 鉬Mo | 氮N |
| S31803 | ≦0.030 | ≦1.00 | ≦2.00 | ≦0.030 | ≦0.020 | 21.0-23.0 | 4.5-6.5 | 2.5-3.5 | 0.08-0.20 |
| S32205 | ≦0.030 | ≦1.00 | ≦2.00 | ≦0.030 | ≦0.020 | 22.0-23.0 | 4.5-6.5 | 3.0-3.5 | 0.14-0.20 |
機械性質(ASTM A182):
| 牌號 | ASTM | 降伏強度(MPa) | 抗拉強度(MPa) | 延伸率(%) | 斷面縮率R.A.% | 硬度(A479) | |
| S31803 | A182 | ≧450 | ≧620 | ≧25 | ≧45 | <30HRC | <290HB |
| S32205 | A182 | ≧450 | ≧655 | ≧25 | ≧45 | <30HRC | <290HB |
特性:
UNS S31803及UNS S32205通常稱為2205雙相不鏽鋼,其金相組織包含比例大約相等的鐵素體和奧氏體的混合組織。是“雙相”不鏽鋼名稱來源。雙相不鏽鋼由上世紀瑞典開發,於亞硫酸鹽造紙行業中,被用來克服軸承冷卻水和其他腐蝕性化學產品造成的腐蝕問題。之後,刻意將氮作為合金元素,迅速成為雙相主流的不鏽鋼組成合金成分。
當說到2205雙相不鏽鋼時,即是指定UNS S31803/F51鋼種牌號。而UNS S32205/F60,則是可符合2205成分,但成分範圍縮小。 即UNS S32205成分範圍要求含有較高的鉻、氮、鉬含量,從而保證了更好的耐腐蝕性。通常工廠會生廠出S32205,使其成分同時符合兩個牌號的產品UNS S31803/S32205 。
應用:
.化工業.紙業.煉油業
.海水淡化設備.海水系統
.化學品運輸船貨艙.管道系統
.海上平台的防火和防爆牆
.橋樑.結構設計元件
.壓力容器.熱交換器
.渦輪葉片.傳動軸
雙相不鏽鋼其它說明 S31803/S32205:
常見雙相不銹鋼化學成份與機械性質(代表值)
| 牌號 | 鉻Cr | 鎳Ni | 鉬Mo | 氮N | PRE | 降伏強度(MPa) | 抗拉強度(MPa) | 斷面縮率R.A.% | 硬度HB |
| S32101 | 21 | 1 | 0.3 | 0.2 | 26 | 530 | 700 | 30 | 230 |
| S32304 | 23 | 4 | 0.3 | 0.1 | 26 | 400 | 600 | 25 | 225 |
| S32205 | 22 | 5 | 3 | 0.2 | 35 | 450 | 655 | 25 | 250 |
| S32750 | 25 | 7 | 4 | 0.25 | 42 | 550 | 795 | 15 | 255 |
金相組織:
雙相不鏽鋼(S31803/S32205/S32900)在固溶條件下可得到近乎等量的肥粒鐵和奧斯田鐵。雙相不鏽鋼比奧斯田鐵更容易產生相析出的現象,脆化並降低耐蝕性。脆化溫度範圍發生在600~950℃與350~525℃。因此應避免長時間曝露在這些溫度範圍中。在正常焊接和熱處理操作中,脆化的風險比較低。
耐蝕性:
耐孔蝕當量PREN =%Cr + 3 , 3x % Mo + 1 6x % N。此一數值提供簡易的材料耐腐蝕性辨識方法,數值越大代表耐腐蝕性越好。當雙相不鏽鋼的PREN大於32時,一般認為足耐海水孔蝕,當PREN>40時,稱為超級雙相不鏽鋼,具更高耐腐蝕能力,包含S32750、S32760等牌號。
孔蝕和間隙腐蝕性能隨著鋼材中鉻、鉬和氮含量的增加而提高。鹽霧試驗可測得臨界孔蝕溫度-CPT。在這個溫度下孔蝕開始發生。ASTM G48方法F-在6 % FeCl3 + 1 % HCI中測量的典型臨界間隙腐蝕溫度 CCT 。不同產品和不同表面處理可能顯示出不同於圖中的CCT值。
奧斯田鐵系不鏽鋼在高溫含硫化氫/氯化物環境下可能發生應力腐蝕破裂- SCC 。雙相不鏽鋼則不太容易發生這種類型的腐蝕。CCT 圖中所示為這種試驗的結果。很明顯雙相不鏽鋼勝過 304L和 316L 奧斯田鐵不鏽鋼。
硫化氫和氯化物存在環境中時會增加應力腐蝕破裂的風險,在油井的鑽探中可能就存在這種環境。2205雙相不鏽鋼已被證明具有良好的耐應力腐蝕破裂性,為NACE MR0175(標準材料規範-高硫含量油田環境中耐硫化物應力破裂和應力腐蝕的金屬)認可的材料。
雙相組織與碳含量低,造就雙相不鏽鋼耐晶界腐蝕的性能非常好。其成份確保了焊接後在熱影響區重新形成奧斯田鐵相,大大降低了碳化物和氮化物在晶界析出的風險。
結合了高硬度和良好的耐蝕性,雙相不鏽鋼具有優異的耐沖蝕腐蝕性能。因此應用在會對結構造成磨損的含顆粒的流體沖刷就相當有益,例如夾帶砂與鹽結晶體的管線系統。高機械強度和非常好的耐蝕性賦予雙相不鏽鋼很高的腐蝕疲勞強度。2205和316L在人工海水中的S-N曲線顯示,2205的腐蝕疲勞強度較316L高得多。