2205 2507超级双相不锈钢性能规范
2507超级双相不锈钢的组织_性能及其焊接工艺
焊接技术第43卷第3期2014年3月2507超级双相不锈钢的组织、性能及其焊接工艺程巨强，李杰，弥国华，刘志学（西安工业大学材料与化工学院，陕西西安710021）摘要：介绍了2507超级双相不锈钢的组织、性能特点及其焊接工艺。
指出2507超级不锈钢焊接方法适应性较广，气体保护焊焊接效果较好，焊接热输入和冷却速率影响焊缝组织中铁素体和奥氏体相比例，焊接时，为保证焊缝组织中具有合适的相比例和良好的力学性能及其腐蚀性能，应该控制焊接热输入2～20k J /cm 之间，多道焊时道间温度控制在100℃以下，实际生产中通过调整焊接热输入及控制道间温度，可以得到合适的焊接接头组织及较好的性能。
关键词：2507双相不锈钢；组织与性能；焊接工艺中图分类号：TG457.11文献标志码：B文章编号：1002－025X (2014)03-0024-05收稿日期：2013-03-100引言双相不锈钢已成为一种重要的工程材料，广泛应用于石油化工、海上及海岸设施、油田设备、造纸、造船、环境保护等领域［1-2］。
2507双相不锈钢是在第二代双相不锈钢2205基础上发展起来的，目前有SAF2507，UR52N +，Zeron100，S32750，00Cr -25Ni7Mo4N 等牌号，2507组织由奥氏体和铁素体两相组织构成，兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢的双重特征，具有比奥氏体不锈钢更低的热膨胀系数和更高的热导率，它的孔蚀系数（PREN ）大于40，具有很高的耐孔蚀、耐间隙腐蚀、耐氯化物应力腐蚀开裂性能，同时具有高强度、高抗疲劳强度、低温高韧性等，是一种应用广泛的双相不锈钢。
近年来，随着双相不锈钢应用领域不断扩大，对焊接技术的需求增加，加速了焊接技术的发展。
因此，总结和探讨国内外对2507不锈钢焊接性的研究成果，对于2507双相不锈钢的应用具有重要的工程实用意义。
本文综述了2507双相不锈钢的组织和焊接工艺特点，为该不锈钢组织分析和焊接工艺提供参考。
2205双相不锈钢的性能及焊接工艺
2205双相不锈钢的性能及焊接工艺双相不锈钢2205是第二代双相不锈钢，也称为标准双相不锈钢，成分特点是超低碳、含氮。
2205双相不锈钢是目前应用最为普遍的双相不锈钢，该钢具有高强度、高抗疲劳强度、低温韧性、耐孔腐蚀性、对应力裂纹不敏感等优点，广泛应用于海洋工程、化学工程领域的大型容器、管道。
2205双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比具有较好的力学性能、耐蚀性及价格优势。
菲律宾马利万斯电厂的海水淡化系统管道采用的就是2205双相不锈钢。
1.2 2205双相不锈钢化学成分2205双相不锈钢与最初的双相不锈钢相比，进一步提高氮的含量，增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点腐蚀性能。
氮是强烈的奥氏体形成元素，加入到双相不锈钢钟，既提高钢的强度且不明显损伤钢的韧性，又能延缓和抑制碳化物的析出，使其焊接性能得到了大大的改善。
1.3 2205双相不锈钢的组织特点2205双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁素体约各占半数，兼有两相组织特征。
它保留了铁素体不锈钢导热系数小、耐点蚀、缝隙及氯化物应力腐蚀的特点、又具有奥氏体不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点。
1.4影响焊接性因素分析（1）冷却速度的影响2205双相不锈钢在正常供货状态下大约具有50”％的铁素体和大约50％的奥氏体，但经过焊接后，接头刚凝固时的组织为单相铁素体，奥氏体是在接头温度低于1300℃后由铁素体逆变为奥氏体产生的。
它的数量除了与化学成份有关外，主要取决于冷却速度，冷却速度对γ相数量影响很大(见图1)，快速冷却焊缝的组织中α相的比例可能会超过80％，致焊缝韧性下降，氢脆敏感性增加。
（2）氮含量的影响早期的双相不锈钢没有得到普及，主要原因之一就是热影响区中铁素体含量过高。
2205双相不锈钢通过Creq/Nieq的控制，特别是氮含量的提高，保证热影响区有足够的奥氏体以维持必要的相平衡，从而使焊接性能得到改善，2205双相不锈钢采用Ar+N2混合气体作为钨极氩弧焊的保护气体，通过改变混合气体中N2的分压来影响焊缝中的含氮量。
2205双相钢
2205双相钢双相不锈钢2205合金是由21％铬,2.5％钼及4.5％镍氮合金构成的复式不锈钢。
它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。
特点：1.双相不锈钢2205合金与316L和317L奥氏体不锈钢相比,2205合金在抗斑蚀及裂隙腐蚀方面的性能更优越,它具有很高的抗腐蚀能力,与奥氏体相比,它的热膨胀系数更低,导热性更高。
2.双相不锈钢2205合金与奥氏体不锈钢相比,它的耐压强度是其两倍,与316L和317L相比,设计者可以减轻其重量。
2205合金特别适用于—50°F/+600°F温度范围内,在严格限制的情况下(尤其对于焊接结构),也可以用于更低的温度。
化学成分：C≤0.030 Mn≤2.00 Si≤1.00 p≤0.030 S≤0.020 Cr 22.0～23.0 Ni 4.5～6.5 Mo3.0～3.5 N0.14～0.20(奥氏体-铁素体型）双相不锈钢(Duplex stainless steel)双相不锈钢是一种铁素体相和奥氏体相共存的不锈钢，同时也是集优良的耐蚀性能、高强度和易于加工制造等诸多优异性能于一身的钢种。
双相不锈钢已经有60多年的历史，世界上第一批双相不锈钢于1930年在瑞典生产出来并用于亚硫酸盐造纸工业。
1968年不锈钢精炼工艺——氩氧脱碳工艺(AOD)的发明，使一系列新的不锈钢的产生成为可能。
AOD工艺带来的诸多进步之一就是合金元素N的添加。
双相不锈钢添加N元素可以使焊接状态下热影响区的韧性和耐蚀性能接近于基体金属的性能，还可以降低有害金属间相的形成速率。
双相不锈钢同奥氏体不锈钢一样，是一种按腐蚀性能排序的钢种，腐蚀性能取决于它们的合金成分。
双相不锈钢一直在不断发展，现代的双相不锈钢可以分为四种类型：1、不含Mo的低级双相不锈钢2304；2、标准双相不锈钢2205，占双相钢总量的80%以上；3、25%Cr的双相不锈钢，典型代表合金255，可归为超级双相不锈钢；4、超级双相不锈钢，含25-26%Cr,与255合金相比Mo和N的含量增加。
2205 2507超级双相不锈钢性能规范
2.与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：
1）综合力学性能尤其是塑韧性，不像铁素体不锈钢那样对脆性敏感。
2）除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。
5)双相不锈钢含有50%的铁素体，同样也存在475℃脆性，但不如铁素体不锈钢那样敏感。双相钢中的铁素体在300-525℃之间长期保温会析出高铬α相，而在475℃最敏感，使双相钢发生脆化。由于α相析出时间较长，故对一般焊接影响不大，但应限制双相不锈钢的工作温度不高于250℃。
双相不锈钢的焊接件，由于工艺不当，一旦产生δ相或析出α相引起475℃脆性，则可采用固溶处理使之消除。
0.32
SAF2205
0.03
2.0
1.0
0.02
0.03
21.0/23.0
4.5/6.5
2.5/3.5
0.08/0.2
三、力学性能
SAF2507、SAF2205的力学性能，低温冲击性能，高温拉伸性能见表3.0、表4.0、表5.0。
SAF2205、SAF2507
双相不锈钢性能规范
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一、SAF2205、SAF2507双相不锈钢各国牌号对照表及常用标准
表1.0
类别
国家
材料牌号
材料标准
国标
美标
SAF2507
超级
双相钢
中国
00Cr25Ni7Mo4N
管材：GB 13296-91、
GB/T 14976-2002、
GB/T 14975-2002
2205不锈钢牌号新标准
2205不锈钢牌号新标准随着社会的发展和科技的进步，不锈钢在我们生活中的应用越来越广泛。
不锈钢的优良性能使其在建筑、化工、制造业等领域得到了广泛的应用。
不锈钢的牌号是衡量不锈钢质量的重要指标之一。
近期，不锈钢的牌号标准进行了更新和调整。
下面就来详细了解一下2205不锈钢牌号的新标准。
首先，2205不锈钢是一种双相不锈钢。
它由铁、铬、镍和钼等元素组成，具有高强度、耐腐蚀、耐磨损等特点。
它的牌号中的数字"2205"代表了它的化学成分，具体含义是：铬含量为22%，镍含量为5%，同时还含有3%的钼和0.15%的氮。
新标准对2205不锈钢的牌号进行了调整和明确。
根据新的标准，2205不锈钢的牌号标识为UNS S32205。
这个标识是根据美国钢铁协会(UNS)的命名规则制定的。
其中，S代表不锈钢(Stainless)，32205是它的具体牌号标识。
新标准对2205不锈钢的化学成分和物理性能进行了详细规定。
根据新标准，2205不锈钢的化学成分应符合以下要求：铬含量在22-23%之间，镍含量在4.5-6.5%之间，钼含量在2.5-3.5%之间，氮含量在0.14-0.20%之间。
此外，2205不锈钢还应具有良好的耐腐蚀性、高强度、良好的冲击韧性和优异的焊接性能。
2205不锈钢的新标准还对其在不同工艺条件下的热处理进行了规定。
根据新标准，2205不锈钢在固溶后经冷加工非终锻造和热处理，在不超过1025℃的温度下，全固溶处理2小时，然后快速冷却至室温。
新标准的实施将进一步提高2205不锈钢的质量和应用范围。
不锈钢作为一种重要的工程材料，在船舶、化工、石油、天然气以及制造业等领域具有广泛的应用前景。
2205不锈钢的牌号新标准的出台，将进一步规范不锈钢行业的生产和使用，保证了不锈钢的品质和性能。
总结起来，2205不锈钢牌号新标准的出台，对不锈钢行业的发展具有积极的促进作用。
通过标准化的牌号标识和具体指标要求，可以更好地保证不锈钢产品的质量和性能。
双相钢2205的执行标准
双相钢2205执行标准本标准规定了双相钢2205的化学成分、力学性能、耐腐蚀性能、加工性能、表面质量、无损检测、尺寸和形状、包装和标识等方面的要求。
1. 化学成分双相钢2205的化学成分应符合表1的规定。
表1 双相钢2205的化学成分（质量分数）元素符号 C Si Mn P S Cr Ni Mo Nb Ti B含量≤0.03 ≤0.3 ≤1.0 ≤0.03 ≤0.015 ≥22 ≤1.0 ≤0.5 ≤0.1 ≥3 ≤0.003 ≤0.012. 力学性能双相钢2205的力学性能应符合表2的规定。
表2 双相钢2205的力学性能（MPa）项目抗拉强度Rm/MPa 屈服强度Rel/MPa 断后伸长率A/% 硬度HV规定值≥450 ≥240 ≥18 ≤2503. 耐腐蚀性能双相钢2205的耐腐蚀性能应符合表3的规定。
表3 双相钢2205的耐腐蚀性能（%）试验项目试验条件试样结果≥IPF盐雾试验无气泡产生304. 加工性能双相钢2205具有良好的加工性能，易于进行成型和焊接。
加工过程中应避免在340℃～510℃范围内长时间加热，以防止α-γ两相分布不均。
加工后的零件应进行固溶处理，以恢复平衡状态。
5. 表面质量双相钢2205的表面质量应符合相关标准的规定，表面不得有裂纹、夹杂物、划伤等缺陷。
采用无损检测方法进行检测，如发现缺陷应及时处理。
6. 无损检测双相钢2205的无损检测应符合相关标准的规定，采用射线探伤、超声波探伤等方法进行检测，确保产品质量。
对于重要部位或厚度较大的零件，应进行100%无损检测；对于其他零件可按需要进行抽检。
检测结果应符合相关标准的规定。
7.尺寸和形状制品的实际尺寸和形状应符合图样要求本标准所包括的制品均应进行尺寸偏差检验并满足公差要求8.包装和标识采用防潮包装材料包装产品避免机械碰撞产品表面应用中文标识或附加其他标识清楚地标注产品名称规格型号执行标准号等信息必要时应提供其他相关信息以充分满足用户需求及安全使用要求包装外表面应用中文标明包装产品的制造厂名制造日期或产品批号等信息必要时还应附加必要的其他信息以充分满足用户需求及安全使用要求9. 其他本标准未尽事宜按照相关标准规范及实际需求进行执行或协商解决。
双相不锈钢2205的各项参数
双相不锈钢2205的化学成分及相关性能
双相不锈钢2205/强度、淬透性高，韧性好，淬火时变形小，高温时有高的蠕变强度和持久强度。
用于制造要求较35CrMo钢强度更高和调质截面更大的锻件，如机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹，也可用于2000m以下石油深井钻杆接头与打捞工具，并且可以用于折弯机的模具等。
双相不锈钢2205的化学成分:
碳(C)0.38～0.43,
锰(Mn)0.75～1.00,
磷(P)≤0.030,
硫(S)≤0.040,
镍(Ni)≤0.030,[1]?
铬(Cr)0.80～1.10
双相不锈钢2205的力学性能:
抗拉强度σb (MPa)：≥1080(110)
屈服强度σs (MPa)：≥930(95)
伸长率δ5 (％)：≥12
断面收缩率ψ(％)：≥45
冲击功Akv (J)：≥63
冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥78(8)
硬度：≤217HB
试样尺寸：试样毛坯尺寸为25mm
双相不锈钢2205热处理：材料固溶强化处理后，强度增加不大，也就到1100MPa，退火状态下强度一般在900MPa
双相不锈钢2205热膨胀系数：双相不锈钢2205具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点，在航空航天、石油化工、造船、汽车，医药等部门都得到成功的应用。
双相不锈钢2205 /力学性能：抗拉强度σb/MPa≥895,规定残余伸长应力σr0.2/MPa≥825,伸长率δ5(%)≥10,断面收缩率ψ(%)≥25
双相不锈钢2205密度: 4.5（g/cm3）工作温度-100～550（℃）
参考资料：双相不锈钢2205。
22052507超级双相不锈钢性能规范.doc
编制：韩振猛审核：2205、2507双相不锈钢性能规范双相不锈钢（Duplex Stainless Steel ，简称DSS ），指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。
在含C 较低的情况下，Cr 含量在18%~28%，Ni 含量在3%~10%。
有些钢还含有Mo 、Cu 、Nb 、Ti 、N 等合金元素。
该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。
双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
一、SAF2205、SAF2507双相不锈钢各国牌号对照表及常用标准表1.0二、化学成分表2.0 化学成分钢号 C ≤ Mn ≤ Si ≤ S ≤ P ≤ Cr Ni Mo Cu ≤ N SAF2507 0.03 1.2 0.80 0.02 0.035 24.0/26.0 6.0/8.0 3.0/5.0 0.50.24/0.32 SAF22050.032.01.00.020.0321.0/23.04.5/6.52.5/3.50.08/0.2 三、力学性能SAF2507、SAF2205的力学性能，低温冲击性能，高温拉伸性能见表3.0、表4.0、表5.0。
类别国家材料牌号材料标准国标美标SAF2507 超级 双相钢中国00Cr25Ni7Mo4N管材：GB 13296-91、GB/T 14976-2002、GB/T 14975-2002棒材：GB 1220-2007板材：GB/T 3280-2007管材：ASTM A789、ASTM A790、ASTM A1016、ASTM A999、ASTM A928棒材：ASTM A276、ASTM A479、ASTM A484板材：ASTM A240/A240M-05美国 UNS S32750 瑞典 SAF2507 德国 W.Nr.1.4410 SAF2205 双相钢 中国00Cr22Ni5Mo3N美国 UNS 31803/S32205 瑞典 SAF2205 德国 W.Nr.1.4462编制：韩振猛审核：表3.0 在68 ºF 的力学性能表4.0 低温冲击性能温度ºF 室温 32 -4 -40 -76 -112 -148 -320 SAF2507 冲击能 ft ·lbf162 162 155 140 110 44 30 7 SAF2205表5.0 高温拉伸性能SAF2507 SAF2205 温度/ºF68 212 392 572 122 212 392 572 0.2%残余变形的屈服强度/ksi 78 70 58 55 60 52 45 41 1%残余变形的屈服强度/ksi 91 77 65 61 - - - - 极限抗拉强度/ksi 113101949496908381 四、热处理 1.交货前热处理要求表6.0 交货前热处理要求牌号 温度 淬火SAF2205 1020/℃-1100/℃ 在空气或水中迅速冷却 SAF25071025/℃-1125/℃在空气或水中迅速冷却2.热加工双相不锈钢应在（1875-2050）ºF 之间的温度下进行热加工。
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能都优于奥氏体不锈钢。
5）比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合与碳钢连接，具有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。
6）不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力，这对结构件应付突发事故如冲撞，爆炸等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。
2.与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：
1）综合力学性能尤其是塑韧性，不像铁素体不锈钢那样对脆性敏感。
2）除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。
3）冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。
4）焊接性能也远优于铁素体不锈钢，一般焊前不需预热，焊后不需热处理。
5）应用范围较铁素体不锈钢宽。