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            2205雙相不銹鋼管的優點和缺點

            返回列表 來源:未知 瀏覽: 發布日期:2020-12-14 15:20【

            雙相不銹鋼是一類集優良的耐腐蝕、高強度和易于制造加工等諸多優異性能于一身的鋼種。它的微觀組織是由鐵素體相和奧氏體相二組成的材料,2205不銹鋼管二相各約占50%。在實際使用中其中一相約在40-60%之間較為合適。因為其金相顯微組織由鐵素體和奧氏體兩種不銹鋼晶粒組成,所以被稱為“雙相”。
             
            根據兩相組織的特點,通過正確控制化學成分和熱處理工藝,將奧氏體不銹鋼所具有的優良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強于鐵素體不銹鋼和碳鋼。雙相不銹鋼的耐耐氯化物孔蝕和縫隙腐蝕能力與鉻、鉬和氮含量有關,其耐釔蝕和縫隙腐蝕能力可以類似于316不銹鋼,或者高于海水用不銹鋼如6%MO奧氏體不銹鋼。
             
            所有雙相不銹鋼耐氯化物應力腐蝕斷裂的能力均明顯強于300系列奧氏體不銹鋼,而且其強度也大大高于奧氏體不銹鋼,同時表現出良好的塑性和韌性。

            當雙相不銹鋼熔化后,它從液態凝固時首先凝固成完全的鐵素體結構,隨著材料冷卻到室溫,大約有一半的鐵素體晶粒轉變為奧氏體晶粒。其結果是顯微組織中大約50%為奧氏體相,50%為鐵素體相。
             
            雙相不銹鋼具有奧氏體和鐵素體兩相顯微結構
            2205不銹鋼管

             
            雙相不銹鋼的特性
            與奧氏體不銹鋼相比
             
               1)雙相不銹鋼的強度大約是常規奧氏體不銹鋼或鐵素體不銹鋼強度的2倍。且具有成型需要的足夠的塑韌性。因此設計師在某些應用中就可減薄壁厚。下圖比較了室溫到300℃的溫度區間幾種雙相不銹鋼與316L奧氏體不銹鋼的屈服強度。
             
                2)具有優異的耐應力腐蝕破裂的能力,尤其在含氯離子的環境中,即使是含合金量最低的雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應力腐蝕斷裂的能力,應力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。
             
                3)在許多介質中應用最普通的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優于普通的316L奧氏體不銹鋼,而超級雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性,在一些介質中,如醋酸、甲酸等甚至可以取代高合金奧氏體不銹鋼,乃至耐蝕合金。 
             
                4)具有良好的耐局部腐蝕性能,與合金含量相發的奧氏本不銹鋼相比,它的耐磨損腐蝕和腐蝕疲勞性能都優于奧氏體不銹鋼。 
             
                5)比奧氏體不銹鋼線膨脹系數低,與碳鋼接近,適合與碳鋼連接,具有重要的工程意義,如生產復合板或襯里等。
             
            雙相不銹鋼是指不銹鋼中同時具有奧氏體和鐵素體兩種金相組織結構的不銹鋼。 
            不銹鋼一般是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。不銹鋼是指耐大氣、蒸汽和水等弱介質腐蝕的鋼,而耐酸鋼則是指耐酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼。不銹鋼自本世紀初問世,到現在已有90多年的歷史。不銹鋼的發明是世界冶金史上的重大成就,不銹鋼的發展為現代工業的發展和科技進步奠定了重要的物質技術基礎。
             
            不銹鋼鋼種很多,性能各異,它在發展過程中逐步形成了幾大類。按組織結構分,分為馬氏不銹鋼(包括沉淀硬化不銹鋼)、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和奧氏體加鐵素體雙相不銹鋼等四大類;
             
            按鋼中的主要化學成分或鋼中的一些特征元素來分類,分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等;
             
            按鋼的性能特點和用途分類,分為耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、高強不銹鋼等;按鋼的功能特點分類,分為低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、超塑性不銹鋼等。
             
            目前常用的分類方法是按鋼的組織結構特點和鋼的化學成分特點以及兩者相結合的方法分類。一般分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼等,或分為鉻不銹鋼和鎳不銹鋼兩大類。 
             
            奧氏體+鐵素體雙相不銹鋼是指不銹鋼中既有奧氏體又有鐵素體組織結構的鋼種,而且此二相組織要獨立存在,含量都較大,一般認為最少相的含量應大于15%。而實際工程中應用的奧氏體+鐵素雙相不銹鋼(習慣稱α+γ雙相不銹鋼或雙相不銹鋼)多以奧氏體為基并含有不小于30%的鐵素體,最常見的是兩相各約占50%的雙相不銹鋼。雙相不銹鋼英文簡寫是DSS(Duplex Stainless Steel)。 
             
            由于具有α+γ雙相組織結構,雙相不銹鋼兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點。與鐵素體不銹鋼相比,α+γ雙相不銹鋼的韌性高,脆性轉變溫度低。耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高;同時又保留了鐵素體不銹鋼的一些特點,如4750C脆性、導熱系數高、線膨脹系數小、具有超塑性、有磁性等。
             
            與奧氏體不銹鋼相比,α+γ雙相不銹鋼的強度高,特別是屈服強度顯著提高,且耐晶間腐蝕、耐應力腐蝕、耐腐蝕疲勞等性能有明顯的改善。 
             
            雙相不銹鋼這類不銹鋼的典型鋼種為2205,即22%鉻和5%鎳。這類鋼種的特性是:強度佳[遠優于304]耐蝕性亦佳,因此常用于石化業管線、壓力容器及心軸等。 
             2205不銹鋼管

            雙相不銹鋼的應用領域
            01紙漿和造紙
            二十世紀三十年代雙相不銹鋼的首次應用之一便是在亞硫酸鹽造紙工業。如今,雙相不銹鋼用作紙漿造紙工業的漂白設備、蒸煮器、木片儲罐、黑液和白液儲罐以及吸水輥外殼等。
             
            由于雙相不銹鋼強度高,耐腐蝕性能優越,對于同樣的壓力等級,允許使用壁厚較薄的板材,因此現在雙相不銹鋼已經取代了奧氏體不銹鋼和碳鋼的應用。加工制造壁厚較薄的板材,其綜合材料成本較低,焊接時間較短,運輸和裝卸費用也較低。
             
            02海水淡化
            海水淡化由于其高氯化物含量、高溫的腐蝕性工藝環境,使材料經受了最嚴格的一種考驗。海水淡化的歷史基本上是材料發展的歷史,因為海水淡化業的客戶需要在滿足耐腐蝕性要求與將投資控制在可承受范圍的要求之間尋求平衡。
             
            早期的海水淡化項目中,多級閃蒸(MSF)和多效(MED)海水淡化設備的蒸發器使用碳鋼制造。2205不銹鋼管后來,MSF蒸發器一般用316L 奧氏體不銹鋼包覆。MED蒸發室先是采用環氧樹脂涂層,后來用不銹鋼包覆。
             
            使用雙相不銹鋼的好處是它的高強度(是傳統奧氏體不銹鋼的兩倍)與高耐腐蝕性能相結合。因此,雙相不銹鋼蒸發器可用更薄的鋼板制造,所需的材料和焊接較少。其它好處包括容易處理,對環境的綜合影響較少。
             
            關于雙相不銹鋼的理念在2003年有了突破,2205雙相不銹鋼被用來制造實體雙相鋼蒸發器,安裝在利比亞的Melittah MSF設備和Zuara MED設備中。
             
            雙相不銹鋼應用于海水淡化的下一個階段起始于2004年,兩種不同類型的雙相不銹鋼被用于蒸發器裝置:采用耐腐蝕性能好的2205制造在最惡劣條件下使用的部件,使用2304制作不太惡劣條件下使用的部件。
             
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