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    双相不锈钢锻件分析

          大家分析双相不锈钢锻件,首先应该先分析双相不锈钢这种材质。

          双相不锈钢从20世纪40年代在美国诞生以来,已经发展到第三代。它的主要特点是屈服强度可达400-550MPa,是普通不锈钢的2倍,因此可以节约用材,降低设备制造成本。在抗腐蚀方面,特别是介质环境比较恶劣(如海水,氯离子含量较高)的条件下,双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢,可以与高合金奥氏体不锈钢媲美。

          双相不锈钢,指铁素体与奥氏体各约占50%,一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。

          该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。双相不锈钢锻件与奥氏体不锈钢锻件相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。



          性能特点

          由于双相不锈钢锻件两相组织的特点,通过正确控制化学成分和热处理工艺,使双相不锈钢锻件兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢锻件的优点,它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐

          氯化物应力腐蚀性能结合在一起,正是这些优越的性能使双相不锈钢锻件作为可焊接的结构材料发展迅速,80年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。双相不锈钢有以下性能特点:

          (1)含钼双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。一般18-8型奥氏体不锈钢在60°C以上中性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀断裂,在微量氯化物及硫化氢工业介质中用这类不锈钢制造的热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀断裂的倾向,而双相不锈钢却有良好的抵抗能力。

          (2)含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀抗力当量值(PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%)时,双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿。双相不锈钢与奥氏体不锈钢耐孔蚀性能与AISI 316L相当。含25%Cr的,尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了AISI 316L。

          (3)具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。在某些腐蚀介质的条件下,适用于制作泵、阀等动力设备。

          (4)综合力学性能好。有较高的强度和疲劳强度,屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的2倍。固溶态的延伸率达到25%,韧性值AK(V型槽口)在100J以上。

          (5)可焊性良好,热裂倾向小,一般焊前不需预热,焊后不需热处理,可与18-8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。

          (6)含低铬(18%Cr)的双相不锈钢锻件热加工温度范围比18-8型奥氏体不锈钢宽,抗力小,可不经过锻造,直接轧制开坯生产钢板。含高铬(25%Cr)的双相不锈钢热加工比奥氏体不锈钢略显困难,可以生产板、管和丝等产品。

          (7)冷加工时比18-8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大,在管、板承受变形初期,需施加较大应力才能变形。

          (8)与奥氏体不锈钢相比,导热系数大,线膨胀系数小,适合用作设备的衬里和生产复合板。也适合制作热交换器的管芯,换热效率比奥氏体不锈钢高。

          (9)仍有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向,不宜用在高于300°C的工作条件。双相不锈钢锻件中含铬量愈低,σ等脆性相的危害性也愈小。
    用途

          用于炼油、化肥、造纸、石油、化工等耐海水耐高温浓硝酸等热交换器和冷淋器及器件。


          双相不锈钢锻件锻造工艺

          双相不锈钢锻件,顾名思议,是以双相不锈钢棒材、钢锭或板材之类的为原材料而生产出来的工件,简称双相不锈钢锻件,加热温度<1180UC,加热保温吋间一般为 2h/100mm。加热温度过高、保温吋间过长时会出现超量铁素体,使双相不锈钢性能上的优势 丧失殆尽,并將出现高温脆性相。千万注意不要使火焰直射锻件或使它长吋间在高温区保温。

          这类锻件的锻造工艺参数是:

          始锻温度为1150°C,
          终锻温度为>950°C。
          测温点在离边缘或端面50一 100mm处。 双相不锈钢2205推荐热处理工艺为:1 000 °C x 2 h_淬火-空冷+600°C x 2 h+550 °Cx2h 空冷。

          奥氏体/铁素体双相不锈钢的热塑性比奥氏体不锈钢差,因此锻造性能差。这是由于δ铁素体与奥氏体变形能力的不同,受外力作用吋,δ铁素体与奥氏体变形程度不均匀,产生附加应力并降低了晶粒间的结合力。此外,铁素体在大约950°C以下保温吋,有析出δ相等脆性相的危险,从而降低双相不锈钢锻件的塑性,导致变形困难。在锻造双相不锈钢锻件吋,必须严格控制锻造工艺,且在初始1?2次锻造吋,变形量不能太大,只能轻轻锻压。

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