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 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双相不锈钢标准
2205双相不锈钢标准
2205 双相不锈钢是一种具有优异的耐腐蚀性和高强度的不锈钢材料，被广泛应用于化工、海洋工程、石油和天然气等领域。
以下是2205 双相不锈钢的一些标准：
1. 化学成分：2205 双相不锈钢的化学成分应该符合相关的标准，通常包括铬、镍、钼、氮等元素的含量。
2. 力学性能：2205 双相不锈钢的力学性能应该符合相关的标准，包括屈服强度、抗拉强度、伸长率等指标。
3. 耐腐蚀性：2205 双相不锈钢的耐腐蚀性应该符合相关的标准，包括在各种介质中的耐腐蚀性、抗点蚀性、抗晶间腐蚀性等指标。
4. 金相组织：2205 双相不锈钢的金相组织应该符合相关的标准，包括相比例、晶粒大小、夹杂物等指标。
5. 制造工艺：2205 双相不锈钢的制造工艺应该符合相关的标准，包括冶炼、铸造、锻造、轧制等工艺过程。
2205 双相不锈钢的标准应该包括化学成分、力学性能、耐腐蚀性、金相组织和制造工艺等方面的指标，以确保其具有优异的性能和可靠性。
2205双相钢标准
2205双相钢标准2205双相钢是一种具有优异耐蚀性和高强度的不锈钢材料，其在化工、海洋工程、石油和天然气开采等领域有着广泛的应用。
为了确保2205双相钢的质量和性能，制定了一系列的标准来规范其生产和应用。
本文将对2205双相钢的标准进行详细介绍，以便更好地了解和应用这一材料。
首先，2205双相钢的化学成分是标准的关键内容之一。
根据标准，2205双相钢的主要化学成分应包括铬、镍、钼、氮等元素，并且各元素的含量需符合标准规定的范围。
通过严格控制化学成分，可以确保2205双相钢具有良好的耐蚀性和机械性能。
其次，标准还对2205双相钢的热处理工艺和机械性能提出了具体要求。
热处理工艺的合理性直接影响着材料的组织结构和性能，而机械性能则是衡量材料强度和韧性的重要指标。
因此，标准对热处理工艺参数、热处理后的组织结构和机械性能指标都进行了详细规定，以确保2205双相钢在使用过程中能够满足相应的要求。
此外，标准还对2205双相钢的表面质量和尺寸偏差等方面进行了规范。
表面质量的好坏直接影响着材料的外观和耐蚀性能，而尺寸偏差则会影响材料在加工和使用过程中的可靠性。
因此，标准对2205双相钢的表面质量要求、尺寸偏差允许范围等方面都进行了严格规定，以保证材料的整体质量。
最后，标准还对2205双相钢的检验方法和标志标识等内容进行了详细说明。
通过规范的检验方法，可以确保2205双相钢的质量符合标准要求，并且能够满足用户的需求。
而标志标识的规范使用，则有助于对2205双相钢进行有效管理和追溯。
总的来说，2205双相钢的标准涵盖了化学成分、热处理工艺、机械性能、表面质量、尺寸偏差、检验方法和标志标识等多个方面，为该材料的生产和应用提供了明确的指导。
遵循标准要求，可以确保2205双相钢具有稳定的质量和可靠的性能，从而更好地满足各种工程领域的需求。
在实际应用中，厂家和用户应当共同遵守2205双相钢的标准要求，加强质量管理，确保材料的质量稳定和可靠性。
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。
2507是什么材料2507耐腐蚀材料
2507是什么材料2507耐腐蚀材料一：牌号2507双相不锈钢二：化学成分C≤0.03 、Si≤0.80 、Mn≤1.2 、Cr:24-26 、Ni:6-8 、S≤0.02 、P≤0.035 、Mo:3-5 、N：0.24-0.32三：应用范围应用领域：常年现货库存圆棒板材无缝管卷带！石油天然气工业设备；离岸平台、热交换器、水下设备、消防设备；化学加工工业、器皿与管道业；脱盐、高压RO设备及海底管道；能源工业如电厂脱硫脱硝FGD系统、工业洗刷系统、吸收塔；机械部件(高强度、抗腐蚀、耐磨部件)。
四：物理性能2507双相钢密度：8.03g/cm3，熔点：1300-1390 ℃，磁性：无热处理：1000-1052℃之间保温1-2小时，快速空冷或水冷。
机械性能：抗拉强度：σb≥795Mpa，屈服强度σb≥550Mpa：延伸率：δ≥15%，硬度≤310（HB）五：概况耐腐蚀性及主要使用环境：2507双相钢的较高的铬及钼含量使其对有机酸如甲酸、乙酸等具有较强的抗整体腐蚀的能力。
2507双相钢对无机酸尤其是那些包含氯化物的无机酸也具有较强的抗腐蚀能力。
和904L相比，2507双相钢对稀释的混有氯离子的硫酸具有更强的抗腐蚀能力。
904L是奥氏体状态的合金，专用于抗纯硫酸腐蚀。
316L 不能用于盐酸环境中，它可能会遭到局部腐蚀或整体腐蚀。
2507双相钢用于稀释的盐酸环境里，具有较强的抗点腐蚀及抗隙腐蚀能力。
合金钢已有一百多年的历史了。
工业上较多地使用合金钢材大约是在19世纪后半期。
1868年英国人马希特(R.F.Mushet)发明了成分为2.5%Mn-7%W的自硬钢，将切削速度提高到5米/分。
1870年在美国用铬钢(1.5～2.0%Cr)在密西西比河上建造了跨度为158.5米的大桥；稍后,一些工业GJ改用镍钢(3.5%Ni)建造大跨度的桥梁，或用于修造军舰。
1901年在西欧出现了高碳铬滚动轴承钢。
910年又发展出了18W-4Cr-1V型的高速工具钢，进一步把切割速度提高到30米/分。
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。
超级双相不锈钢2507、31803
超级双相不锈钢2507、31803
目前在国内超级双相钢的主要牌号2507(S32750)
2507（UNS S32750）双相不锈钢的强度及抗腐蚀能力较强，主要用于化学加工、石油化工和海底设备。
它具有较强的抗氯化物腐蚀能力，较高的导热性和较低的热膨胀系数。
较高的铬、钼及氮含量氏它具有很高的抗斑蚀、裂隙腐蚀及一般腐蚀的能力。
它的冲击强度也很高,2507合金不适宜用在高于570℃的温度环境下,长期处在这样的环境下,它的韧性会降低。
其化学成分和机械性能如表1、2所示。
表1化学成分（％）
表2. 机械性能
超级双相不锈钢2507(S32750)是比双相不锈钢2205(S31803)具有更高的耐腐蚀性及更优的机械性能。
常应用于海上石油平台（热交换器管，水处理和供水系统，消防系统，喷水系统，稳水系统），脱盐（淡化）设备（Ro设备中的高压管，海水管）等特殊化工环境设备中。
名称S32750，SAF2507 ，F53 ，国标00Cr25Ni7Mo4N。
应用领域有：石油天然气工业设备；离岸平台、热交换器、水下设备、消防设备；化学加工工业、器皿与管道业；脱盐植物、海底管道；机械部件(高强度、抗腐蚀部件)、能源工业FGD系统、工业洗刷系统、吸收塔等。
详细内容请参考：/。
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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。
中国
00Cr22Ni5Mo3N
美国
UNS 31803/S32205
瑞典
SAF2205
德国
W.Nr.1.4462
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
0.5
0.24/
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
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
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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。
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。
双相不锈钢的扩散氢含量不及奥氏体不锈钢，因此焊材中或周围环境中氢的质量浓度较高时，则会在焊接双相不锈钢时出现氢致裂纹和脆化。
五、特性
1.与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢具有如下优势：
1）屈服强度比奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%，有利于降低成本。
1020/℃-1100/℃
在空气或水中迅速冷却
SAF2507
1025/℃-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。然后在不低于1880ºF的温度下固溶退火并快速空淬或水淬。
宝钢关于该钢热变形行为的研究认为，在实际的工业生产中双相不锈钢可以选用的热加工温度为（1000-1200）℃。而国内研究发现，该钢低于1040℃加热时，钢中容易形成σ相，因此热加工时温度应大于1040℃。
伸长率（2in）/%
≥25
≥25
硬度，HRC
≥30.5
≥32
冲击能，ft·lbf
-
≥74
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·lbf
162
162
155
140
110
44
30
7
SAF2205
表5.0高温拉伸性能
SAF2507
SAF2205
温度/ºF
68
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
65Βιβλιοθήκη 61---
-
极限抗拉强度/ksi
113
101
94
94
96
90
83
81
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
1)热裂纹的敏感性比奥氏体钢小得多。
2)冷裂纹的敏感性比一般低合金高强钢也小得多。
3)双相不锈钢焊接时主要问题不在焊缝，而在热影响区，因为在焊接热循环作用下，热影响区处于快冷非平衡态，冷却后总是保留更多的铁素体，从而增大了腐蚀倾向和氢致裂纹（脆化）的敏感性。
4)双相不锈钢焊接接头有析出δ相脆化的可能，δ相是Cr和Fe的金属间化合物，它的形成温度范围600-1000℃，不同钢种形成δ相的温度不同，如00Cr18Ni5Mo3Si2钢在800-900℃，而双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3CuN的在800-900℃，850℃时最敏感。形成δ相需经一定的时间，一般1-2 min萌生1-2 minδ相增多并长大。因此，焊接时应采用小热输入，快速冷却，消应力处理时应采用较低的温度，如550-600℃为宜。
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
棒材：GB 1220-2007
板材：GB/T 3280-2007
必要时，双相不锈钢热加工成形后可进行固溶处理，一般选用温度为1050-1100℃。
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3.焊接性能
值得一提的是,双相钢一般不进行焊后热处理
双相不锈钢的焊接性兼有奥氏体钢和铁素体钢各自的优点，并减少了其各自的不足之处。
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表3.0在68ºF的力学性能
SAF2205
SAF2507
极限抗拉强度/ksi
≥90（620MPa）
≥110（800 MPa）
0.2%残余变形的屈服强度/ksi
≥65（450MPa）
≥80（550 MPa）
1%残余变形的屈服强度/ksi
-
≥91