22052507超级双相不锈钢性能规范.doc
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不锈钢执行标准 2205双相钢简介
2205双相钢技术要求1.范围本技术条件适用于2205双相不锈钢材料在国内或国外的订货、检验和验收。
1．1本技术条件适用于2205双相不锈材料中钢板、薄钢板、钢带、钢棒、管件、法兰、锻件等材料。
也适用于2205双相不锈钢与碳钢复合钢板、2205双相不锈钢与碳钢锻件复合钢板等材料。
1．2材料应完全符合ASTM/ASME最新版本中有关条款，还应符合本技术条件的相应附加条款。
2．引用标准2．1 ASTM产品标准ASTM A182/ASME SA182M 锻制合金钢管道法兰、管配件、阀门和零件ASTM A240/ASME SA240M 压力容器用耐热及铬镍不锈钢板、薄板和钢带ASTM A264/ASME SA264M 不锈铬镍复合钢板、薄板和钢带ASTM A350/ASME SA350M 要求缺口韧性试验的管道部件用碳钢和低合金钢锻件ASTM A450/ASME SA450M 碳钢、铁素体合金钢和奥氏合金管子通用要求ASTM A479/ASME SA479M 锅炉和压力容器用不锈钢棒材和型材ASTM A480/ASME SA480M 轧制不锈钢耐热板、薄板和钢带的通用要求ASTM A484/ASTM SA484M 不锈钢棒材、钢胚及锻件通用要求ASTM A789/ASME SA789M 无缝和焊接铁素体/奥氏体不锈钢管（T）ASTM A790/ASME SA790M 无缝和焊接铁素体/奥氏体不锈钢管（P）ASTM A815/ASME SA815M 铁素体、铁素体/奥氏体及马氏体不锈钢管配2．2检验标准ASTM A262 不锈钢晶间腐蚀敏感性试验的推荐方法ASTM A370 钢制品力学性能试验方法和定义ASTM A751 钢制品化学分析方法、实验操作和术语ASTM E18 金属材料的洛氏硬度试验方法ASTM E10 金属材料布氏硬度试验ASTM E381 钢制品宏观侵蚀试验方法ASTM E45 确定夹杂物的实用规程ASTM A923 测定奥氏体/铁素体双相不锈钢有害金属化合物的试验方法ASTM E562 铁素体含量百分比测定ASTM G36 氯化物应力腐蚀开裂试验ASTM G48 不锈钢在铁的氯化物中抗孔蚀及缝隙腐蚀的试验方法4．检验双相不锈钢除应满足ASTM/ASME标准对有关产品（板、管、锻件、法兰、管件）的要求及以下材料的化学成份、机械性能、金相、耐腐蚀性能等还应满足本规定的如下要求：4．1化学成分4．1．1 2205双相钢的化学成分应符合A240/SA240、A789/SA789、A790/SA790、A182/SA182〈2205双相不锈钢的化学成分〉的要求，同时对有害元素按照有关标准进行控制。
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。
2205材料标准
2205双相不锈钢是一种广泛应用的合金，它以其优越的机械性能和耐腐蚀性而闻名。
2205合金由21%的铬，2.5%的钼以及4.5%的镍和氮构成，其中国际牌号UNS S31803和国标牌号00Cr22Ni5Mo3N。
该材料属于双相不锈钢，具有奥氏体-铁素体显微结构，它既具有良好的耐腐蚀性，又具备较高的强度和韧性。
在化学成分上，2205双相不锈钢的碳含量控制在0.030%以下，锰含量不超过2.00%，硅含量不超过1.00%，磷不超过0.030%，硫不超过0.020%。
镍和钼的含量分别在4.5%到6.5%和3.0%到3.5%之间，氮的含量则控制在0.14%到0.20%。
在性能上，2205双相不锈钢的抗拉强度可达640Mpa，延伸率可达25%。
该合金特别适用于-50°F至600°F的温度范围，并能在一些严格限制的条件下，应用于更低温度。
2205双相不锈钢在抗斑蚀和裂隙腐蚀方面的性能优于常见的奥氏体不锈钢如316L和317L，它的热膨胀系数更低，导热性更高。
同时，与奥氏体不锈钢相比，2205合金的耐压强度是其两倍，这使得设计者可以减轻结构的重量，从而在成本上具有优势。
在标准方面，2205双相不锈钢的制造和检验遵循了一系列国际和国内标准，如ASTM A240/A240M，DIN/EN 1.4462，以及ASME SA-240等。
此外，对于配套的焊接材料，通常采用ER2209焊丝。
2205双相钢管执行标准
2205双相钢管执行标准
2205双相钢管是一种具有优异性能的不锈钢材料，其在化工、海洋工程、石油和天然气等领域有着广泛的应用。
为了保证2205双相钢管的质量和安全性能，制
定了一系列的执行标准，以规范其生产和使用过程。
首先，2205双相钢管的执行标准主要包括以下几个方面：
1. 化学成分要求，2205双相钢管中的化学成分应符合相应的标准要求，包括铬、镍、钼、氮等元素的含量范围，以及其他杂质元素的限制要求。
2. 机械性能要求，执行标准对2205双相钢管的抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击功等机械性能指标进行了详细的规定，以确保其在使用过程中具有良好的强度和塑性。
3. 外观质量要求，2205双相钢管在生产过程中应保证表面光洁度、无裂纹、氧化皮和锈蚀等缺陷，以保证其外观质量符合标准要求。
4. 尺寸偏差要求，执行标准对2205双相钢管的外径、壁厚、长度等尺寸进行
了严格的控制，以保证其尺寸偏差在允许范围内。
在生产2205双相钢管时，必须严格按照上述执行标准进行生产和检验，确保
产品质量符合要求。
同时，在使用过程中，用户也应按照执行标准的要求进行正确的安装、使用和维护，以确保2205双相钢管的性能和安全性。
总之，2205双相钢管执行标准的制定和执行，对于保证产品质量、促进行业发展、提升产品竞争力具有重要意义。
只有严格遵守执行标准，才能生产出优质的2205双相钢管，为各行业提供更加可靠和安全的材料，推动行业的可持续发展。
超级双相不锈钢2205
超级双相不锈钢2205 （UNS S32205S31803）超级双相不锈钢2205 (UNS S32205/S31803)2205双相不锈钢是由22%铬,3%钼及5-6%镍氮构成的双相不锈钢。
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。
与316L和317L奥⽒体不锈钢相⽐,2205合⾦在抗点腐蚀及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。
2205的屈服强度是奥⽒体不锈钢的两倍，这⼀特性使设计者在设计产品时减轻重量，让这种合⾦⽐316，317L更具有价格优势。
这种合⾦特别适⽤于-50°F/+600°F 温度范围内。
超出这⼀温度范围的应⽤，也可考虑这种合⾦，但是有⼀些限制，尤其是应⽤于焊接结构的时候。
应⽤领域压⼒器⽫、⾼压储藏罐、⾼压管道、热交换器(化学加⼯⼯业)。
⽯油天然⽓管道、热交换器管件。
污⽔处理系统。
纸浆和造纸⼯业分类器、漂⽩设备、贮存处理系统。
⾼强度耐腐蚀环境下的回转轴、压榨辊、叶⽚、叶轮等。
轮船或卡车的货物箱⾷品加⼯设备标准ASTM/ASME...........A240 UNS S32205/S31803EURONORM...........1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3AFNOR...................Z3 CrNi 22.05 AZDIN.........................W. Nr 1.4462抗腐蚀能⼒均匀腐蚀由于铬含量（22%），钼（3%）及氮含量（0.18%）,2205的抗腐蚀特性在⼤多数环境下优于316L和317L。
局部抗腐蚀2205中铬、钼及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中, 对点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能⼒。
抗应⼒腐蚀不锈钢的双相微观结构有助于提⾼不锈钢的抗应⼒腐蚀龟裂能⼒。
在⼀定的温度、应张⼒、氧⽓及氯化物存在的情况下,奥⽒体不锈钢会发⽣氯化物应⼒腐蚀。
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编制：韩振猛
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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 0.5
0.24/
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。
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
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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 ·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 65 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 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℃。
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℃。
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 伸长率（2in ）/% ≥25 ≥25 硬度，HRC ≥30.5 ≥32 冲击能，ft ·lbf -
≥74
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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。
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。
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。
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。
2）具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的环境中。
应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。
3）在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L奥氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性。
在一些介质中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，乃至耐蚀合金。
4）具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性
编制：韩振猛审核：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。