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022Cr23Ni5Mo3N (S32205/S22053)

  (022Cr23Ni5Mo3N ) S22053 / S32205 雙相(xiang)不銹鋼(gang)是瑞典開發了 3RE60 雙相不銹鋼之后，又針對油氣工業管線材首先開發出了SAF 2205鋼，納入了ASTM A789、A790、A240、A276 等標準，美國牌號為UNS S31803；20世紀80年代后，各國相繼開發類似鋼種，并納入標準。德國有W-Nr.1.4462，DIN X2Cr-NiMoN2253, 法國有Z2CND22-05-03，瑞典有SS2377，英國有BS 318S13 等。SAF 2205雙相不銹鋼自70年代后期開始用于油氣管線，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，后者具有更窄的區間，ASTM 專門為這兩個鋼制訂了冶金產品有害金屬間相的檢驗標準（ASTM A923-98）。中國在20世紀80年代也開始研制相當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力腐蝕性能優于304L、316L奧氏體不銹鋼及18-5Mo型雙相不銹鋼。可進行冷、熱加工成型，焊接性能良好，該鋼適用作結構材料，是目前世界在雙相不銹鋼中應用最普遍的牌號。

  美(mei)國UNS： S31803    中國牌號：022Cr22Ni5M3N    統一數字代號：S22253        二(er)者化學成(cheng)分區(qu)別：S31803 :（鉻：21.0～23.0 、氮(dan)：0.08～0.20）

  美(mei)國(guo)UNS： S32205    中國(guo)牌號：022Cr23Ni5M3N    統一數字代(dai)號：S22053        二者化學成分區別：S32205 :（鉻：22.0～23.0 、氮：0.14～0.20）

一、化學成分及顯微組織

  022Cr23Ni5Mo3N 雙(shuang)相鋼在固溶狀(zhuang)(zhuang)態（1020 ～1100℃水冷(leng)）下鐵素(su)體(ti)數(shu)量(liang)約(yue)為40%～50%，隨著(zhu)溫度的(de)升高鐵素(su)體(ti)量(liang)逐(zhu)漸增加，并且晶粒成(cheng)等軸狀(zhuang)(zhuang)，至1300℃時此(ci)鋼仍保(bao)留(liu)一定量(liang)的(de)γ相。鋼在350～975℃范圍加熱后有Cr2N、σ、χ、αˊ相的(de)析出。

二、力學性能

三(san)、焊接性能(neng)

  S32205雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)性能(neng)良(liang)好，熱(re)裂紋傾向(xiang)(xiang)低，脆化(hua)傾向(xiang)(xiang)小。適宜采用SMAW、GTAW和(he)(he)SAW法(fa)進行焊(han)(han)接(jie)(jie)；采用GTAW法(fa)焊(han)(han)接(jie)(jie)時需(xu)填(tian)絲(si)；一般不(bu)(bu)需(xu)焊(han)(han)前預熱(re)和(he)(he)焊(han)(han)后熱(re)處理(li)。為(wei)使(shi)焊(han)(han)縫和(he)(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)HAZ能(neng)有合適的(de)奧氏體數量(liang)以(yi)保(bao)證焊(han)(han)縫和(he)(he)接(jie)(jie)頭(tou)有滿意的(de)力學與耐蝕綜合性能(neng)，焊(han)(han)接(jie)(jie)時必(bi)須注(zhu)意線能(neng)量(liang)和(he)(he)層間溫度(du)。SAF 2204 與 SAF 2304雙(shuang)相鋼使(shi)用的(de)是相同(tong)的(de)焊(han)(han)絲(si)和(he)(he)焊(han)(han)條(tiao)。如果在非常苛(ke)刻的(de)介質中使(shi)用SAF 2205高腐蝕焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)時，要求采用焊(han)(han)接(jie)(jie)超級(ji)雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼SAF 2507 時使(shi)用的(de)25.10.4L、25.10.4LR和(he)(he)25.10.4LB焊(han)(han)絲(si)和(he)(he)焊(han)(han)條(tiao)。

四、冷熱加工(gong)性能(neng)

  用(yong)于不(bu)銹鋼的成型(xing)操作同樣也適用(yong)于022Cr23Ni5Mo3N鋼種，但像(xiang)深沖、深拉(la)、旋壓(ya)等(deng)冷成型(xing)要比奧氏體(ti)不(bu)銹鋼困(kun)難。一般冷變形超過10%，需要固溶退火處理(li)。

  S32205 雙相(xiang)不銹鋼即可冷彎(wan)也(ye)可熱(re)彎(wan)，冷彎(wan)后一般不需熱(re)處(chu)理，但彎(wan)曲(qu)超過20%變形量或使用條件有產生應(ying)力腐(fu)蝕(shi)危險時，則采取固溶退(tui)火處(chu)理。熱(re)成型(xing)如(ru)熱(re)彎(wan)應(ying)在1150～950℃溫(wen)度范(fan)圍內進(jin)行(xing)，低于950℃會(hui)進(jin)入σ相(xiang)脆性范(fan)圍，熱(re)成型(xing)后應(ying)進(jin)行(xing)固溶退(tui)火處(chu)理。

  固溶退火制(zhi)度為1020～1100℃加(jia)熱快冷，此也可(ke)用于消除(chu)應力處(chu)理，在(zai)特殊情況下也可(ke)采用550～600℃消除(chu)應力處(chu)理。

五、材料(liao)應用(yong)

   S32205 雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)在所有(you)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中應用最多的一個(ge)鋼(gang)(gang)種，應用范(fan)圍十(shi)分廣(guang)泛，主(zhu)要用在酸性油、氣井生產，還(huan)有(you)煉(lian)油、紙漿、化(hua)(hua)工、化(hua)(hua)肥(fei)以(yi)及石(shi)油化(hua)(hua)工等(deng)(deng)領(ling)域，大多數用其制造熱交換器(qi)、冷(leng)凝冷(leng)卻器(qi)等(deng)(deng)易產生點蝕和應力(li)腐蝕的受壓設備(bei)，在許多情況下用來(lai)代替304L、316L奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。近年海(hai)上化(hua)(hua)學品儲罐運輸船是(shi)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的最大用戶(hu)，消費(fei)量約占雙相不銹鋼熱軋板產量的50%。如今2205雙相鋼已取代 316L 和 317L 不銹鋼，成為海水化學產品運輸船儲罐的標準用材。中國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到1400噸。此時在建筑業，如造橋和做海邊道路上的扶欄和燈柱。在建筑基礎設施，如做過街天橋的鋼筋等。中國采用SAF 2205 和 Q345C 復合板已在長江三峽工程中用于沖砂管道、泄洪深孔埋件和襯砌等。