【汪经理】2205双相不锈钢的化学成分以及性能特点
双相不锈钢2205的化学成分是由22%铬，2.5%钼及4.5%镍氮合金构成的复式不锈钢。它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力等性能特点。
一、化学成分
2205双相不锈钢介绍
2205双相不锈钢的屈服强度是奥氏体不锈钢的两倍，这一特性使设计者在设计产品时减轻重量，让这种合金比316，317L更具有价格优势。这种合金特别适用于-50°F/+600°F 温度范围内。超出这一温度范围的应用，也可考虑这种合金，但是有一些限制，尤其是应用于焊接结构的时候。
2205双相不锈钢标准：
ASTM/ASME...........A240 UNS S32205/S31803
EURONORM...........1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3
AFNOR...................Z3 CrNi 22.05 AZ
DIN.........................W. Nr 1.4462
2205双相不锈钢化学成分：
C≤0.030
Mn≤2.00
Si≤1.00
p≤0.030
S≤0.020
Cr 22.0~23.0
Ni 4.5~6.5
Mo3.0~3.5
N0.14~0.20(奥氏体-铁素体型)
主要成分:22Cr-5.3Ni-3.2Mo-0.16N;
各国标准:
NAS 329J3L、
UNS S32205/S31803、
DIN/EN 1.4462、ASTM A240、
ASME SA-240;
机械性能:抗拉强度:σb≥640Mpa;延伸率:δ≥25%;典型工况:20%稀硫酸，60℃以下，年腐蚀率<0.1mm;
配套焊丝:ER2209。
标准号: ASTM A240/A240M--01
2205双相不锈钢应用领域
· 压力器皿、高压储藏罐、高压管道、热交换器(化学加工工业)。
· 石油天然气管道、热交换器管件。
· 污水处理系统。
· 纸浆和造纸工业分类器、漂白设备、贮存处理系统。
· 高强度耐腐蚀环境下的回转轴、压榨辊、叶片、叶轮等。
· 轮船或卡车的货物箱
· 食品加工设备
二、耐蚀性能
1、氯化物应力腐蚀断裂
不含镍的铁素体钢对氯化物的应力腐蚀断裂有天生的免疫力，即使在苛刻的42%的MgCl2溶液中也是如此，从另一方面来说，含镍的奥氏体不锈钢则很容易受到氯离子应力腐蚀断裂的影响。
奥氏体和铁素体不锈钢对氯离子的应力腐蚀断裂的抵抗取决于合金中镍的含量。从某种意义上说，双相合金是奥氏体相和铁素体相的合成，但在双相合金中的成分都会倾向于某一相。例如，铁素体相中的Ni要比奥氏体相中的Ni含量少的多，因此，双相合金对氯离子的应力腐蚀断裂的抵抗性要比传统300系列不锈钢好的多。
下表是是304和2205在几种沸腾溶液中的腐蚀性能试验结果。
2、点蚀和缝隙腐蚀
对氯离子的点蚀和缝隙腐蚀的评定可以使用ASTM标准G-48试验方法(10%FeCl3-6H2O)，并且逐渐提高温度直到发现缝隙腐蚀发生为止。则首先发现缝隙腐蚀发生的温度称为临界缝隙腐蚀温度，可以用来衡量材料耐缝隙腐蚀的能力，但在氯化溶液中不必要标明合金的限制使用温度。下表是退火2205钢板材和316L、317L等合金的缝隙腐蚀温度试验对比情况。
10%FeCl3溶液中的缝隙腐蚀数据
3、均匀腐蚀
2205对稀的还原性酸和高浓度的氧化性酸有抵抗性，对低浓度的有机酸也有抵抗性，但在高温高浓度下要小心使用。
下表是316和2205普通状态和焊接状态的腐蚀试验对比情况。
4、2205焊接状态抗晶间腐蚀
试验可以按ASTM A262E执(16%H2SO4+CuSO4溶液)
三、物理性能
密度：7.88g/cm3比热：420J/kg-k热传导系数：(20-100℃)
19w/m-k热膨胀系数：(20-100℃)
13.7×10 -6/℃平均弹性模量：190 Gpa
四、力学性能
典型室温下的力学性能如下表所示。
高温下的拉力性能2205双相钢在ASME锅炉与压力容器规范中被允许使用在316℃以下温度。其强度可以通过ASME锅炉与压力容器标准中的许用应力来表示。下表是典型316和2205的许用应力对比情况。焊接管件的焊缝系数取0.85。如此大的许用应力可以有利地使用在过程装备设计中。
最大许用应力(依据ASME规范)
ASME Boiler andPressure Vessel Code, Section II, Part D, Table 1A.冲击性能2205双相钢可以从高温塑性破坏向低温脆性断裂转变，此塑性-脆性的转变温度可以通过在343-538°C长时间的保温来充分地提高。不恰当的焊接工艺，例如使用纯粹的Cr不锈钢填料，可以提高焊缝向冲击脆性转变的敏感性。
高温对力学性能的影响
ASME锅炉与压力容器规范中明确规定2205双相钢的使用温度上限是316℃，因为双相钢有一个“475℃脆化”的问题，主要是由于铁素体相在343-538℃之间加热时会出现脆化现象。
但这种脆化是可逆的，只要通过在593℃以上加热就可以还原。然而，另外一个脆化温度区间是538-1000℃，因为有有害于冲击性和腐蚀性的中间相析出。整体退火和快速冷却处理可以消除脆性相，同时也是消除成形应力和“475℃脆化”首选方案。
