濮陽(yáng)豫滬不銹鋼制造有限公司

雙相不銹鋼是指它的微觀組織是由鐵素體相和奧氏體相二組成的材料，二相各約占50%。在實(shí)際使用中其中一相約在40-60%之間較為合適。
根據(jù)兩相組織的特點(diǎn)，通過(guò)正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝，將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強(qiáng)度和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起，使雙相不銹鋼成為一類集優(yōu)良的耐腐蝕、高強(qiáng)度和易于加工制造等諸多優(yōu)異性能于一身的鋼種。它們的物理性能介于奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼之間，但更接近于鐵素體不銹鋼和碳鋼。雙相不銹鋼毛細(xì)管的耐氯化物孔蝕和縫隙腐蝕能力與鉻、鉬和氮含量有關(guān)，其耐孔蝕和縫隙腐蝕能力可以類似于316不銹鋼毛細(xì)管，或者高于海水用不銹鋼如6%MO奧氏體不銹鋼。所有的雙相不銹鋼毛細(xì)管耐氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂的能力均明顯強(qiáng)于300系列奧氏體不銹鋼毛細(xì)管，而且其強(qiáng)度也大大高于奧氏體不銹鋼，同時(shí)表現(xiàn)出良好的塑性和韌性。


雙相不銹鋼毛細(xì)管一般可分為四類：
一、低合金型，代表牌號(hào)UNSS32304，鋼中不含鉬，PREN：24-25，耐應(yīng)力腐蝕方面可代替AISI304或是316使用。
二、中合金型，代表牌號(hào)UNSS31803，PREN：32-33耐蝕性能介于AISI316L和6%MO+N奧氏體不銹鋼之間。
三、高合金型，一般含25%Cr，還含有鉬和氮，有的還含有銅和鎢，標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)有UNSS32550，PREN：38-39耐蝕性能高于22%Cr雙相不銹鋼。
四、超級(jí)雙相不銹鋼型，含高鉬和氮，標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)有UNSS32750，有的也含鎢和銅，PREN>40可使用于苛刻的介質(zhì)條件，具有良好的耐蝕與力學(xué)綜合性能，可與超級(jí)奧氏體不銹鋼相媲美。（注：PREN：孔蝕抗力當(dāng)量值）
化學(xué)成分雙相鋼毛細(xì)管的最主要合金元素是Cr、Ni、Mo和N。其中Cr、Mo為增加鐵素體含量，而Ni、N為奧氏體穩(wěn)定元素。有些鋼種還有Mn、Cu、W等元素。Cr、Ni、Mo能改進(jìn)抗腐蝕性。在含氯化物的環(huán)境中其抗點(diǎn)蝕及裂縫腐蝕的性能特別好。

1．化學(xué)成分（％）
表1
牌號(hào)CCrNiMoNPS
SAF22050.03021.0-234.5-6.52.5-3.50.08-0.20.0300.030
SA25070.03024.0-266.0-8.03.0-5.00.320.0350.020

2．機(jī)械性能雙相鋼機(jī)械性能取決于產(chǎn)品形式及最終熱處理，下表列出了規(guī)定的極限
表2
項(xiàng)目牌號(hào)試驗(yàn)溫度℃RP0.2N/mm2RM0.2N/mm2A5%


SAF2205室溫45062025
 100360 
 150335 
 200310 
 250295 
 300285 

SA2507 室溫550800100046
 100450 
 200400 
在-50℃-280℃溫度范圍同，雙相不銹鋼毛細(xì)管具有很好的機(jī)械性能，當(dāng)雙相鋼長(zhǎng)期承受300℃以上高溫時(shí)，其微觀組織會(huì)發(fā)生變化并導(dǎo)致韌性下降，然而，韌性的降低并不一定對(duì)處于工作溫度的材料性能產(chǎn)生影響。腐蝕性能跟類似合金含量的奧氏體鋼種相比，雙相鋼和超級(jí)雙相鋼基體材料具有類心抗點(diǎn)蝕和裂紋腐蝕性能，但一般具有極好的抗應(yīng)力腐蝕有機(jī)酸腐蝕的能力。在工業(yè)界按照孔蝕抗力當(dāng)量值PREN來(lái)表示抗點(diǎn)蝕等級(jí)是眾所周知的。
物理性能：雙相鋼熱傳導(dǎo)率列于下表中，并與316L相比較。熱傳導(dǎo)率W/M攝氏率
表3
溫度牌號(hào)
 SAF2205SAF2507AISI316L
20191615
100191716
200211917.5
300232019
雙相不銹鋼的熱膨脹與碳鋼接近，這使雙相鋼與奧氏體不銹鋼相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。金相組織我公司使用于西氣東輸?shù)腢NSS31803雙相不銹鋼的微觀組織圖如下，其鐵素體含量54%
雙相不銹鋼毛細(xì)管優(yōu)勢(shì)
1、與奧氏體不銹鋼相比
1）雙向不銹鋼毛細(xì)管屈服強(qiáng)度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不銹鋼制造儲(chǔ)罐或壓力容器的厚度要比常用奧氏體不銹鋼減少30-50%，有利于降低成本。

2）雙向不銹鋼毛細(xì)管具有優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，尤其在含氯離子的環(huán)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(yīng)力腐蝕斷裂的能力，應(yīng)力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問(wèn)題。 
3）在許多介質(zhì)中應(yīng)用最普通的2205雙相不銹鋼毛細(xì)管的耐腐蝕性優(yōu)于普通的316L奧氏體不銹鋼，而超級(jí)雙相不銹鋼毛細(xì)管具有極高的耐腐蝕性，在一些介質(zhì)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，與合金含量相同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(yōu)于奧氏體不銹鋼。
 5）比奧氏體不銹鋼線膨脹系數(shù)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(chǎn)復(fù)合板或襯里等。
2、與鐵素不銹鋼相比，雙相不銹鋼毛細(xì)管的優(yōu)勢(shì)如下：
1）綜合力學(xué)性能比鐵素體不銹鋼高，尤其是塑韌性。不像鐵素體不銹鋼那樣對(duì)脆性敏感。
2）除耐應(yīng)力腐蝕性能外，其他耐局部腐蝕性能都優(yōu)于鐵素體不銹鋼。
3）冷加工工藝性能和冷成型性能遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼。
4）焊接性能遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼，一般焊前不需預(yù)熱焊后不需熱處理。
5）應(yīng)用范圍較鐵素體不銹鋼寬。

應(yīng)用情況
由于雙相鋼強(qiáng)度高，它往往可以節(jié)約材料，如減少管子的壁厚。以SAF2205、SAF2507W為例的用途。SAF2205適用于含氯環(huán)境中，該材料適用于混有氯化物的煉油或其它工藝介質(zhì)中。SAF2205尤其適用于使用含氯水溶液或微咸水作為冷卻介質(zhì)的熱交換器。該材料同樣也適用于稀釋的硫酸溶液和純有機(jī)酸及其混合液。如：石油和天然氣工業(yè)中的油管：煉油廠中的原油脫鹽，含硫氣體凈化，廢水處理設(shè)備；使用微咸水或含氯溶液的冷卻系統(tǒng)。
SAF2205雙相不銹鋼的應(yīng)用

序號(hào)設(shè)備名稱介質(zhì)條件原用材料及及問(wèn)題雙相鋼使用情況

1油田、油井口的輸送管道水/油：91/10，H2S：2%，NaCL：
9%，CO2：2%~3%，PH：4.5~6，
115℃~140℃，7MPa碳鋼襯里使用3~9
個(gè)月，304短時(shí)間即產(chǎn)生SCC 
自1980年開(kāi)始使用

2 
油田用空氣冷卻器水/油：91/10，H2S：2%，NaCI：9%，
CO2：2-3%，PH：4.5~6，80℃~110℃，7MPa 

3 
煉油廠餾分 
管程：水，28℃~45℃碳鋼使用1年，321
使用半的出現(xiàn)孔蝕及SCC 
自1985年開(kāi)始使用

4煉油廠加氫裂經(jīng)塔的空氣冷卻塔 
0.1kPa~1kPa碳鋼和13%~17%Cr
鐵素本不銹鋼易損壞 
自1983年開(kāi)始使用

5 
聚乙烯產(chǎn)品冷卻器管程：聚乙烯氣本混合物，100℃，
2MPa殼程：含約100×10-6CI的淡水，材料溫度<100℃304L管板因SCC損壞換用SAF2205鋼后情況良好
6近海氣田用空氣冷
卻器管程：CO2：25%，含CI的濕天然氣，90℃，13MPa 自1980年開(kāi)始使用

7 
生產(chǎn)純堿用的海水熱交換器管程：海水，入口溫度12℃~31℃，
出口溫度40℃~60℃，殼程：
NH357%，CO233%，H2O10%，不
含氧的H2S，出口溫度TI焊管2-3年焊縫損壞，TI地縫管使用7-8年后失效 
自1983年開(kāi)始使用