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022Cr22Ni5Mo3N (S31803/S22253)

   (022Cr22Ni5Mo3N ) S22253 / S31803 雙相不銹鋼是瑞典開(kāi)發(fā)了 3RE60 雙相不銹鋼之后，又針對(duì)油氣工業(yè)管線材首先開(kāi)發(fā)出了SAF 2205 鋼，納入了ASTM A789、A790、A240、A276 等標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)牌號(hào)為UNS S31803；20世紀(jì)80年代后，各國(guó)相繼開(kāi)發(fā)類似鋼種，并納入標(biāo)準(zhǔn)。德國(guó)有W-Nr.1.4462，DIN X2Cr-NiMoN2253,法國(guó)有Z2CND22-05-03，瑞典有SS2377，英國(guó)有BS 318S13 等。SAF 2205雙相不銹鋼自70年代后期開(kāi)始用于油氣管線，這是最早使用在這方面的雙相不銹鋼，為了改進(jìn)相平衡和避免有害相的析出，近年從UNS S31803 雙相鋼又派生出UNS 32205，后者具有更窄的區(qū)間，ASTM 專門(mén)為這兩個(gè)鋼制訂了冶金產(chǎn)品有害金屬間相的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM A923-98）。中國(guó)在20世紀(jì)80年代也開(kāi)始研制相當(dāng)SAF 2205雙相鋼的022Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼，它在中性氯化物溶液和硫化氫中的耐應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于304L、316L奧氏體不銹鋼及18-5Mo型雙相不銹鋼。可進(jìn)行冷、熱加工成型，焊接性能良好，該鋼適用作結(jié)構(gòu)材料，是目前世界在雙相不銹鋼中應(yīng)用最普遍的牌號(hào)。

  美國(guó)UNS： S31803    中國(guó)牌號(hào)：022Cr22Ni5M3N    統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)：S22253        二者化學(xué)成分區(qū)別：S31803 :（鉻：21.0～23.0 、氮：0.08～0.20）

  美國(guó)UNS： S32205    中國(guó)牌號(hào)：022Cr23Ni5M3N    統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)：S22053        二者化學(xué)成分區(qū)別：S32205 :（鉻：22.0～23.0 、氮：0.14～0.20）

一、化學(xué)成分及顯微組織

  00Cr22Ni5Mo3N 雙相鋼在固溶狀態(tài)（1020 ～1100℃水冷）下鐵素體數(shù)量約為40%～50%，隨著溫度的升高鐵素體量逐漸增加，并且晶粒成等軸狀，至1300℃時(shí)此鋼仍保留一定量的γ相。鋼在350～975℃范圍加熱后有Cr2N、σ、χ、αˊ相的析出。

二、力學(xué)性能

三、焊接性能

  S31803雙相不銹鋼的焊接性能良好，熱裂紋傾向低，脆化傾向小。適宜采用SMAW、GTAW和SAW法進(jìn)行焊接；采用GTAW法焊接時(shí)需填絲；一般不需焊前預(yù)熱和焊后熱處理。為使焊縫和焊接HAZ能有合適的奧氏體數(shù)量以保證焊縫和接頭有滿意的力學(xué)與耐蝕綜合性能，焊接時(shí)必須注意線能量和層間溫度。SAF 2204 與 SAF 2304雙相鋼使用的是相同的焊絲和焊條。如果在非常苛刻的介質(zhì)中使用SAF 2205高腐蝕焊接接時(shí)，要求采用焊接超級(jí)雙相不銹鋼SAF 2507 時(shí)使用的25.10.4L、25.10.4LR和25.10.4LB焊絲和焊條。

四、冷熱加工性能

  用于不銹鋼的成型操作同樣也適用于022Cr22Ni5Mo3N鋼種，但像深沖、深拉、旋壓等冷成型要比奧氏體不銹鋼困難。一般冷變形超過(guò)10%，需要固溶退火處理。

  S31803 雙相不銹鋼即可冷彎也可熱彎，冷彎后一般不需熱處理，但彎曲超過(guò)20%變形量或使用條件有產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕危險(xiǎn)時(shí)，則采取固溶退火處理。熱成型如熱彎應(yīng)在1150～950℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，低于950℃會(huì)進(jìn)入σ相脆性范圍，熱成型后應(yīng)進(jìn)行固溶退火處理。

  固溶退火制度為1020～1100℃加熱快冷，此也可用于消除應(yīng)力處理，在特殊情況下也可采用550～600℃消除應(yīng)力處理。

五、材料應(yīng)用

   S31803 雙相不銹鋼是在所有雙相不銹鋼中應(yīng)用最多的一個(gè)鋼種，應(yīng)用范圍十分廣泛，主要用在酸性油、氣井生產(chǎn)，還有煉油、紙漿、化工、化肥以及石油化工等領(lǐng)域，大多數(shù)用其制造熱交換器、冷凝冷卻器等易產(chǎn)生點(diǎn)蝕和應(yīng)力腐蝕的受壓設(shè)備，在許多情況下用來(lái)代替 304L、316L 奧氏體不銹鋼。近年海上化學(xué)品儲(chǔ)罐運(yùn)輸船是雙相不銹鋼的最大用戶，消費(fèi)量約占雙相不銹鋼熱軋板產(chǎn)量的50%。如今2205雙相鋼已取代 316L 和 317L 不銹鋼，成為海水化學(xué)產(chǎn)品運(yùn)輸船儲(chǔ)罐的標(biāo)準(zhǔn)用材。中國(guó)2001年建造的第一條船已下水使用，2205雙相不銹鋼板的消耗量達(dá)到1400噸。此時(shí)在建筑業(yè)，如造橋和做海邊道路上的扶欄和燈柱。在建筑基礎(chǔ)設(shè)施，如做過(guò)街天橋的鋼筋等。中國(guó)采用SAF 2205 和 Q345C 復(fù)合板已在長(zhǎng)江三峽工程中用于沖砂管道、泄洪深孔埋件和襯砌等。