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双向钢的有关知识2005 年改造，尿素车间中压系统的一些设备采用双向钢材料进行制造，主要设备有C501、E501、C502、E503、E310A它们普遍采用的是双向钢为 S31803.双相不锈钢 2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的化学成份%牌号 C≤ Mn≤ P≤ S≤ Si≤ Ni Cr Mo N2205 0.030 2.0 0.03 0.02 1.0 4.5-6.5 21-23 2.5-3.5 0.08-0.2双相不锈钢 2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的机械性能牌号 温度/状态 屈服强度 σb≥(MPa) 抗拉强度 σ0.2≥(MPa)伸长率 δ标距 2in 或 50mm(或 4D）,≥,% 2205 的板 70ºC/退火 75 105 352205 的板 200ºC/退火 50 90 2205 的板 400ºC/退火 45 80 2205 的板 600ºC/退火 40 79 `双相不锈钢 2205 的用途：用于炼油, 化肥,造纸,石油,化工 等耐海水耐高温浓硝酸等 的热交换器和冷淋器及器件双相不锈钢的主要代表牌号DSS 一般可分为四类:低合金型--代表牌号是 UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N）PREN 值 24～25中合金型--代表牌号是 UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN 值 32～ 33高合金型--标准牌号有 UNS S32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N）,PREN 值 38～39超级双相不锈钢型--标准牌号有 UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,PREN 值＞40 (※ PREN 耐孔蚀指数 PREN=Cr%+3.3×Mo%+16×N%) 低合金型 UNS S32304 不含钼, 在耐应力腐蚀方面可代替 AISI304 或 316 使用.中合金型 UNS S31803 的耐蚀性能介于 AISI 316L 和 6%Mo+N 奥氏体不锈钢之间.高合金型,一般含 25%Cr,还含有钼和氮,有的还含有铜和钨,这类钢的耐蚀性能高于 22%Cr 的双相不锈钢.超级双相不锈钢型,含高钼和氮,有的也含钨和铜 , 可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐腐蚀与力学综合性能,可与超级奥氏体不锈钢相比美.代表牌号的主要化学成分━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━双相不锈钢化学成分,%类型 UNS 牌号 C Cr Ni Mo Cu N 低合金型 S32304 ≤0.03 23 4 0.05/0.20中合金型 S31803 ≤0.03 22 5 3 0.08/0.20中合金型 S32205 ≤0.03 22 5 3 0.14/0.20高合金型 S32550 0.04 25 6 3 2 0.10/0.25超级 DSS S32750 ≤ 0.03 25 7 4 0.24/0.32━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 从表中可以看出: S 32205 是由 S31803 派生出的钢种, 在 ASTM A 240/240M-99a 标准中是在1999 年才纳标的,它的 Cr、Mo 和 N 元素的区间都比较窄,容易达到相的平衡(即两相约各占一半), 改善了钢的强度,耐腐蚀性和焊接性能,多用于性能要求较高和需要焊接的材料,如油气管线等. 4. 双相不锈钢的发展动向值得关注的是低合金含锰双相不锈钢的开发. 近十年来有关国家如美国,南非等研究以锰代镍双相不锈钢的开发,但除铸件外,所开发的新钢种多具有介稳的奥氏体,藉冷变形后马氏体的转变 提高强度,很难作焊接件使用,也很难适应某些环境,例如会产生应力腐蚀的环境,这样使用很局限.近年瑞典开发的低锰低镍双相不锈钢则比较成熟,目标明确,为了节镍以取代用途很广的 304,甚至可能代替价格与 304 相当,目前使用并不广的 2304 双相不锈钢,具有实际推广的价值,值得注意.瑞典 Avesta Polarit AB 开发的 LDX 2101 双相不锈钢(21.5%Cr, 5%Mn, 1.5%Ni, 0.22%N), 由于提高了钢中的氮,获得了稳定的奥氏体,相的平衡与组织稳定性都较好,对金属间相的析出不敏感,在析出最敏感的温度 650℃,保温 10h 后的冲击值才降至 50J，其组织稳定性较 2205 钢好。

该钢的强度高，耐腐蚀性与 304 相当，可焊接，其寿命周期成本较奥氏体不锈钢低.LDX 2101 钢已进行工业试制,在 AOD/CLU 炉精炼后进行连铸,生产长材铸胚和板胚,只是目前尚未大量推广应用，鉴于它具有较好的综合性能，潜在的用途范围很宽，尤其用作结构件很有前途，例如可代替 2205 双相不锈钢用作桥梁结构，还可用制混凝土中的钢筋，解决在有氯离子污染环境中材料的腐蚀问题,此外，还可取代 304 和 316 钢制造容器、塔器、热水贮罐和加热器等从世界不锈钢的消耗量来看,双相不锈钢只占很少的份额,它的价格还是较高的,从价格比来看:若 304,304L 为 1,则 316L 为 1.3, 而 2205 则为 1.6, 说明要想增加双相不锈钢的市场份额,应当有更廉价的,能与应用最普遍的 304(304L)钢相竞争的新钢种还是有价值的,当然这方面还有许多工作要做.值得一述的还有含锰超级双相不锈钢的开发,在德国开发了含 25%Cr, 6%Mn, 6%Ni, 3%Mo, 2%W 和～0.5%N,还有 Cu 的高合金铸钢,该钢靠固溶强化,σ0.2 可达到 550MPa, 比含 0.15%N 的类似钢种高出近 70MPa, 临界孔蚀温度(CPT)达到 70℃,耐磨损腐蚀性能好. 在奥地利也开发了 BO A920(26%Cr, 7%Ni, 3%Mn, 4%Mo, 0.35%N)超级双相不锈钢, PREN 值达 45,σ0.2 为～600MPa, AK 为 100～200J, 适合用制小尺寸高速运转的部件. 这两种钢目前还处于试验室阶段. 这两种钢都是靠加入锰提高了氮的溶解度,由于合金含量高,组织稳定性相对较低,容易析出脆性相.双相不锈钢以其优良的耐腐蚀、高强度和易于加工制造等优异性能，在诸多领域中替代奥氏体不锈钢，市场前景十分广阔。

　　世界上双相不锈钢的年产量大约仅占不锈钢总产量的１％自１９９０年以来，双相不锈钢的年增长率已接近１７％，年产量从１９９０年的２．４万吨增加到１９９９年的１１万吨其产品分布为热轧板（占总产量的７１％），用来制造焊管（占双相不锈钢应用的６％）的容器；冷轧板占１４％，无缝管占８％　　现代双相不锈钢中的低级双相不锈钢（２３０４型），是低合金化的双相不锈钢它具有良好的力学和物理性能，有优异的耐应力腐蚀断裂和其它形式腐蚀的性能以及良好的焊接性，可以替代标准奥氏不锈钢３０４／３０６；标准双相不锈钢（２２０５型），是中等合金化的双相不锈钢由于优异的耐腐蚀性，适于制造氯化物和硫化氢介质条件下的设备，尤其适合于用含氯离子水或微咸水做冷却介质的热交换器，也适用于稀释的硫酸溶液和储运有机酸的设备同时，２２０５双相不锈钢因高强度使其在负荷较重的结构应用中成为奥氏体不锈钢理想的替代材料由于２００５双相不锈钢良好的力学性能和耐腐蚀性能，可使设备的寿命期成本降低因此，在许多应用中，２２０５不锈钢是一种经济的选择目前，它是双相不锈钢系列的主力，占世界双相不锈钢总产量的８０％；超级双相不锈钢（２５０７型），广泛用于苛刻的腐蚀环境，市场份额约为１３％。

　　双相不锈钢以其独具的优势广泛用于各领域：　　纸浆和造纸工业：纸浆和造纸工业是最早使用双相不锈钢的加工工业用３０４和３１６奥氏体不锈钢制成的硫酸和亚硫酸蒸煮锅，常常因应力腐蚀破裂而报废，有时寿命仅为短短的两个月同时，用低碳钢制造蒸煮锅时，壁厚又高达４３ｍｍ，使得蒸锅的总重量很高而采用双相不锈钢，即耐腐，强度又高，壁厚还减少许多自１９９８年以来，国外在纸浆和造纸工厂用双相不锈钢制造的容器越来越多，使用寿命大大提高，效果很好　　化学加工业：化学加工业所涉及的范围非常广，工况也较为复杂保存工业湿法磷酸的储槽，通常用３１６Ｌ或３１７Ｌ型奥氏不锈钢来制造，但壁很厚采用双相不锈钢２２０５，强度几乎高出３１６Ｌ和３１７Ｌ一倍，且能减少壁厚，从而减少储槽的重要和费用同时，在工业硫酸环境中，特别是在含有氯离子存在的情况下，２２０５的耐局部腐蚀能力比奥氏体不锈钢更好　　食品和饮料工业：食品和饮料工业生产一般在含氯离子的热溶液中进行加工双相不锈钢在耐应力腐蚀破裂方面具有独特的优势因此，根据使用环境的不同，可选用不同双相不锈钢，但在总费用上也比奥氏体不锈钢占优势其中以ＳＡＦ２３０４最为便宜目前，国外的一些糖厂、啤酒厂等设备中使用了双相不锈钢。

　　运输业：由于双相不锈钢的高强度和优良的耐腐蚀性能，使其在用于制作化学品船时，有很大的优势减轻了船的重要，降低了燃料的消耗，在这方面，使用最多的是２２％铬型双相不锈钢同时可满足所载货物需要材料的耐腐蚀性能　　建筑业：在沿海地区，空气中充满了从海水蒸发出来的气体（海洋大气）这种海洋大气中氯离子浓度要比内陆的空气高得多，因此，需要一种耐“海水” 的材料而双相不锈钢的耐腐蚀正具有这一优势，同时，它的高强度还可减轻重量目前，有许多海上石油平台均采用双相不锈钢来制造防爆墙国外的一些桥梁、楼层的建筑也使用了双相不锈钢　　石油化工工业：石油化工和化学工业腐蚀环境的特征是反应温度较高，介质中常含有高浓度或中等浓度的氯化物，容易诱发不锈钢的应力腐蚀断裂因此，这一领域中不仅需要双相不锈钢，更多的还要使用超级双相不锈钢炼油工业是使用双相不锈钢较多的领域之一，主要用在常减压蒸馏、催化裂化加氢脱硫等装置，国内外都有使用另外，双相不锈钢在酸性气和油的生产中用量逐渐增多，主要用作生产管衬里、岸上和近海的管道系统以及热交换器　　此外，双相不锈钢还成功地应用在废水处理换热器、热水管、热水器中　　目前我国已开发出５种双相不锈钢，都属于第二代钢种，只有０Ｃｒ１８Ｎｉ５Ｍｏ３Ｓｉ２钢纳入国际，并大量生产，其他都按厂标生产，产量不大。

　　根据我国双相不锈钢的发展水平和有关特殊钢厂的生产条件和技术水平，一些国产双相不锈钢可替代进口，如涉及大、中型化肥厂的技术改造、新建、扩建所需要的甲铵泵体材料完全可以采用国产双相不锈钢以代替进口的３１６Ｌ、３２９钢，实现甲铵泵泵体材料的更新换代和国产化太钢、浦钢是国内主要生产双相不锈钢的企业三峡工程中所使用的２２０５双相不锈钢就是太钢等企业生产的　　但是，双相不锈钢市场仍需大量进口国外产品如双相不锈钢应用最多的领域－－化工行业，设备多数是靠进口，设备中所使用的双相不锈钢也随之引进来了目前一些特殊装备中需要较薄的双相不锈钢我国可以生产，而较厚的双相不锈钢仍需要进口焊接材料与方法1． 双相不锈钢可焊性良好，热裂倾向小，一般焊前不需预热，焊后不需热处理，可与 18-8 型奥氏体不锈钢或碳钢等异种钢焊接2． 双相不锈钢的焊接材料或填充材料通常采用比母材含镍高的材料，对于含氮的双相不锈钢要求焊材和母材的含氮量相同以保证焊缝金属有足够的奥氏体量3． 双相不锈钢常用的焊接方法有手工电弧焊和钨极氩弧焊两种适宜使用多层焊，采用多道次和低熔敷率的方式4． 双相不锈钢的中温敏化问题在焊接时一般不会出现5． 两种双相不锈钢同种钢焊接的焊丝与焊条见表 11。

表 11焊材化学成分（质量分数） ％母材牌号焊材牌号 C≤ Cr Ni Mo Mn Si≤ P≤ S≤ N Cu≤焊条E2209-xx0.04 21.0/23.58.5/10.52.5/3.50.5/2.00.9 0.04 0.03 0.08/0.20.75S31803SAF220。