1、双相不锈钢常识文章来源：欧雷斯 更新时间：2009-6-17常用金属材料牌号表示方法 不锈钢的性能与组织 不锈钢的种类在阀门维修中，阀门用到双相不锈钢材料的为数不少，但客户了解它的并不多，希望下面的常识能帮到大家。1. 双相不锈钢的定义所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各占一半，一般最少相的含量也许要达到30%。2.双相不锈钢的特性与优势由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使 DSS 兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：（1）屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或wi
2、ki压力容器/wiki的壁厚要比常用的奥氏体减少 30-50%，有利于降低成本。（2）具有优异的耐应力wiki腐蚀/wiki破裂的能力，即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的wiki环境/wiki中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。（3）在许多介质中应用最普遍的 2205 双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的 316L 奥氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性，再一些介质中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，乃至耐蚀合金。（4）具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性
3、能都优于奥氏体不锈钢。（5）比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合与碳钢连接，具有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。（6）不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力，这对结构件应付突发事故如冲撞，wiki爆炸/wiki等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：（1）应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，例如其使用温度必须控制在 250 摄氏度以下。（2）其塑韧性较奥氏体不锈钢低，冷，热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。（3）存在中温脆性区，需要严格控制热处理和焊接的工艺制度，以避免有害相的出现，损害性能。与铁素体不锈钢相比
4、，双相不锈钢的优势如下：（1）综合力学性能比铁素体不锈钢好，尤其是塑韧性，不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。（2）除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。（3）冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。（4）焊接性能也远优于铁素体不锈钢，一般焊前不需预热，焊后不需热处理。（5）应用范围较铁素体不锈钢宽。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：合金元素含量高，价格相对高，一般铁素体不含镍。综上所述，可以概括地看出 DSS 的使用性能和工艺性能的概貌，它以其优越的力学与耐腐蚀综合性能赢得了使用者的青睐，已成为既节省重量又节省投资的优良的耐蚀工程材料。2. 双相不锈钢的主要代表
5、牌号DSS 一般可分为四类:低合金型 代表牌号是 UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N）PREN 值 2425中合金型?代表牌号是 UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N ）,PREN 值 32 33高合金型?标准牌号有 UNS S32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N ）,PREN 值 3839超级双相不锈钢型 ?标准牌号有 UNS（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,PREN 值40 ( PREN 耐孔蚀指数 PREN=Cr%+3.3Mo%+16N%) 低合金型 UNS S32304 不含钼, 在耐应力腐蚀方面可代替 AISI304 或
6、 316 使用.中合金型 UNS S31803 的耐蚀性能介于 AISI 316L 和 6%Mo+N 奥氏体不锈钢之间.高合金型,一般含 25%Cr,还含有钼和氮,有的还含有铜和钨,这类钢的耐蚀性能高于 22%Cr 的双相不锈钢. 超级双相不锈钢型,含高钼和氮,有的也含钨和铜 , 可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐腐蚀与力学综合性能,可与超级奥氏体不锈钢相比美.代表牌号的主要化学成分类型 UNS 牌号 化学成分,%C Cr Ni Mo Cu N 低合金型 S32304 0.03 23 4 0.05/0.20 中合金型 S31803 0.03 22 5 3 0.08/0.20中合金型 S322
7、05 0.03 22 5 3 0.14/0.20高合金型 S32550 0.04 25 6 3 2 0.10/0.25超级 DSS S32750 0.03 25 7 4 0.24/0.32从表中可以看出: S 32205 是由 S31803 派生出的钢种, 在 ASTM A 240/240M-99a 标准中是在 1999 年才纳标的,它的 Cr、Mo 和 N 元素的区间都比较窄,容易达到相的平衡(即两相约各占一半), 改善了钢的强度,耐腐蚀性和焊接性能,多用于性能要求较高和需要焊接的材料,如油气管线等.4. 双相不锈钢的发展动向 值得关注的是低合金含锰双相不锈钢的开发. 近十年来有关国家如美国
8、,南非等研究以锰代镍双相不锈钢的开发,但除铸件外,所开发的新钢种多具有介稳的奥氏体,藉冷变形后马氏体的转变 提高强度,很难作焊接件使用,也很难适应某些环境,例如会产生应力腐蚀的环境,这样使用很局限.近年瑞典开发的低锰低镍双相不锈钢则比较成熟,目标明确,为了节镍以取代用途很广的 304,甚至可能代替价格与 304 相当,目前使用并不广的 2304 双相不锈钢,具有实际推广的价值,值得注意. 瑞典 Avesta Polarit AB 开发的 LDX 2101 双相不锈钢(21.5%Cr, 5%Mn, 1.5%Ni, 0.22%N), 由于提高了钢中的氮,获得了稳定的奥氏体,相的平衡与组织稳定性都较
9、好,对金属间相的析出不敏感,在析出最敏感的温度 650,保温 10h 后的冲击值才降至 50J，其组织稳定性较 2205 钢好。该钢的强度高，耐腐蚀性与 304 相当，可焊接，其寿命周期成本较奥氏体不锈钢低. LDX 2101 钢已进行工业试制,在AOD/CLU 炉精炼后进行连铸,生产长材铸胚和板胚,只是目前尚未大量推广应用，鉴于它具有较好的综合性能，潜在的用途范围很宽，尤其用作结构件很有前途，例如可代替 2205 双相不锈钢用作桥梁结构，还可用制混凝土中的钢筋，解决在有氯离子污染环境中材料的腐蚀问题,此外，还可取代 304和 316 钢制造容器、塔器、热水贮罐和加热器等。从世界不锈钢的消耗量
10、来看,双相不锈钢只占很少的份额,它的价格还是较高的,从价格比来看:若304,304L 为 1,则 316L 为 1.3, 而 2205 则为 1.6, 说明要想增加双相不锈钢的市场份额,应当有更廉价的,能与应用最普遍的 304(304L)钢相竞争的新钢种还是有价值的 ,当然这方面还有许多工作要做. 值得一述的还有含锰超级双相不锈钢的开发,在德国开发了含 25%Cr, 6%Mn, 6%Ni, 3%Mo, 2%W和0.5%N,还有 Cu 的高合金铸钢 ,该钢靠固溶强化,0.2 可达到 550MPa, 比含 0.15%N 的类似钢种高出近 70MPa, 临界孔蚀温度(CPT)达到 70,耐磨损腐蚀性
11、能好. 在奥地利也开发了 BO A920(26%Cr, 7%Ni, 3%Mn, 4%Mo, 0.35%N)超级双相不锈钢, PREN 值达 45,0.2为600MPa, AK为 100200J, 适合用制小尺寸高速运转的部件. 这两种钢目前还处于试验室阶段. 这两种钢都是靠加入锰提高了氮的溶解度,由于合金含量高,组织稳定性相对较低,容易析出脆性相.双相不锈钢分类、牌号及标准双相不锈钢一般可分为低合型、中合金型、高合金型和超级双相不锈钢型四类。常用双相不锈钢牌号和各国牌号的近似值对照如下表：型号国家 中国 美国 瑞典 德国 法国 日本低合金型 00Ci23Ni4N UN23 SS232 WNr.
12、1.4362 UR35N DP11 （ SAF2304） （SAF2304） 中合金型 00Cr18Ni5Mo3Si2 UNS S31500 SS2376(3RE60) W.Nr.1.4417 UR45N DP100Cr22Ni5Mo3N UNS S31803 SS2377(SAF2205) w.Nr.1.4462 DP8 高合金型 0Cr25Ni5Mo2 UNS S32900 SS2324(10RE51) W.Nr.1.4460 329J100Cr25Ni7Mo3WCuN UNS S31260 W.Nr.1.4501 329J2L 超级双相钢 00Cr25Ni7Mo4N UNS S32750
13、 SS2328(SAF2507) W.Nr.1.4410 UR47N+ 00Cr25Ni6Mo3CuN UNS S32550 W.Nr.1.4507 UR52N+ 双相不锈钢分类、牌号及标准常用双相不锈钢牌号和各国牌号的近似值对照如下表：型号国家 中国 美国 瑞典 德国 法国 日本低合金型 00Ci23Ni4N UN23（SAF2304） SS232（SAF2304） WNr.1.4362 UR35N DP11中合金型 00Cr18Ni5Mo3Si200Cr22Ni5Mo3N UNS S31500UNS S31803 SS2376(3RE60)SS2377(SAF2205) W.Nr.1.44
14、17w.Nr.1.4462 UR45N DP1DP8高合金型 0Cr25Ni5Mo200Cr25Ni7Mo3WCuN UNS S32900UNS S31260 SS2324(10RE51) W.Nr.1.4460W.Nr.1.4501 329J1329J2L超级双相钢 00Cr25Ni7Mo4N00Cr25Ni6Mo3CuN UNS S32750UNS S32550 SS2328(SAF2507) W.Nr.1.4410W.Nr.1.4507 UR47N+UR52N+ 本公司双相不锈钢产品采用的相关标准：材质 无缝和焊接管 棒材 板材 带材 锻件（法兰） 铸件 焊丝 焊条双相不锈钢 ASTM
15、A789ASTM A790ASTM A450ASTM A530GB/T 14976GB/T 14975GB/T 13296 ASTM A276ASTM A479ASTM A484GB 1220 ASTMA240 ASTM A182ASTM A788 ASTM A351ASTM A995 ASME/AWSA5.4ASME/AWSA5.9常用双相不锈钢的性能：1化学成分（%）钢号 C Mn Si S P Cr Ni Mo Cu NS32750（SAF2507）00Cr22Ni7Mo4N 0.03 1.20 0.80 0.020 0.035 24.0/26.0 6.0/8.0 3.0/5.0 0.5
16、0 0.24/0.32S31803（SAF2205）00Cr22Ni5Mo3N 0.03 2.00 1.0 0.02 0.030 21.0/23.0 4.50/6.50 2.50/3.50 0.08/0.20S31500（3RE60）00Cr18Ni5Mo3Si2 0.03 1.2/2.00 1. 4/2.00 0.030 0.030 18.0/19.0 4.25/5.25 2.50/2.00 0.05/0.102wiki机械/wiki性能：热处理制度 Ab （Mpa） As（Mpa） 布氏 洛氏S32750（SAF2507）00Cr22Ni5Mo3N 1025-1125水 800 550 1
17、5 310 32S31803（SAF2205）00Cr22Ni5Mo3N 1020-1100 620 450 25 290 30.5S31500（3RE60）00Cr18Ni5Mo3Si2 980-1040 630 440 30 290 30.53金相组织本公司的内控标准对相比例作出规定，固溶状态下的金相组织为铁素体相-奥氏体双相。其奥氏体相的含量为 40%-60%。金相组织中不允许有 0 相等脆性相的析出。4双相不锈钢的连续使用温度范围为-50-60。热加工温度应不低于 950。bbs双相不锈钢的分类及代表牌号双相不锈钢的代表牌号见表 1。这些牌号主要适用于变形材，与其相当的牌号也可用于铸件
18、。双相不锈钢一般可分为四类： 第一类属低合金型，代表牌号 UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），钢中不含钼，PREN 值为 24-25，在耐应力腐蚀方面可代替 AISI304 或 316 使用。 第二类属中合金型，代表牌号是 UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN 值为 32-33，其耐蚀性能介于 AISI 316L 和 6%Mo+N 奥氏体不锈钢之间。 第三类属高合金型，一般含 25%Cr，还含有钼和氮，有的还含有铜和钨，标准牌号UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），PREN 值为 38-39，这类钢的耐蚀性能高于 2
19、2%Cr 的双相不锈钢。 第四类属超级双相不锈钢型，含高钼和氮，标准牌号 UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,有的也含钨和铜,PREN 值大于 40,可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐蚀与力学综合性 能，可与超级奥氏体不锈钢相媲美。国内外主要双相不锈钢牌号的近似对照见表 2。表 1 双相不锈钢（ DSS）代表牌号的主要化学成分和孔蚀抗力当量值Representative Duplex Stainless Steel Types,MainChemical Analysis and Pitting Resistance Equivalent Number类别 标准 商
20、业牌号 Chemical Analysis 化学成分 1% 孔蚀当量Type Sandard Trademark C Cr Ni Mo N Cu W PREN PREW低合金型 UNS S32304 SAF2304 0.03 23 4 0.1 0.1 0.2 24 Low alloy W.Nr1.4362 UR 35N SS 2327 中合金型 UNS S31803 SAF2205 0.03 22 5 2.8 0.15 32/33 Middle alloy W.Nr1.4462 UR 45N SS 2377 UR45N+ 0.03 22.8 6 3.3 0.18 35/36 UNS S3150
21、0 3RE60 0.03 18.5 5 2.7 0.1 29 WNr1.4417 A903 UNS S 32900 10RE51 0.08 25 4.5 1.5 30 W.Nr1.4460 SS 2324 AISI 329 UR50 0.06 21 7.5 2.5 1.5 29 UNS S32950 Carp7Mo+ 0.03 27 4.8 1.75 0.25 35 高合金型 UNS S32550 Ferralium 0.05 25 6 3 0.18 1.8 37 38High alloy 225 38UNS S31250 DP3 0.03 25 7 3 0.16 0.5 37 UR47N 0
22、.03 25 6.5 3 0.22 38/39 W.Nr14507 UR52N 0.03 25 6.5 3 0.17 1.5 38 VS25 0.03 25 6.5 3 0.18 38 超级 DDS UNS S32760 Zeron100 0.03 25 7 3.5 0.24 0.7 0.7 40 41.5super duplex stainless W.Nr1.4501 steel UNS S32750 SAF2507 0.03 25 7 3.8 0.28 41 W.Nr1.4410 UR47N+ SS 2328 UNS.S32550 UR52N+ 0.03 25 7 3.5 0.25 1.
23、5 41 W.Nr1.4507 UNS.S32740 DP3W 0.03 7 3 0.27 2 39 42.5 表 2 各国主要双相不锈钢牌号的近似对照Comparison of Main Duplex Stainless Steels Of Different Countries序 美国 中国 法国 德国 日本 瑞典 英国USA China France Germany Japan Sweden UK1 S31803 00Cr22Ni5Mo3N UR45N，UR45N+ W-Nr.1.4462 DP8 SAF 2205(SS2377) 2 S31500 00Cr18Ni5Mo3Si2 W-N
24、r.1.4417 DP1 3RE60(SS.2376) 3 S32550 00Cr25Ni6Mo3CuN UR 52N+ W-Nr.1.4507 Ferralium 2554 S31200 00Cr25Ni6Mo2N 00Cr22Ni5Mo3N UR 47N 5 S31260 00Cr22Ni5Mo3WcuN W-Nr.1.4501 DP3(SUS 329J2L) Zeron 1006 S32304 UR 35N W-Nr.1.4362 DP11 SAF 2304(SS.2327) 7 S32750 UR 47N+ W-Nr.1.4410 SAF 2507 8 S32900 00Cr26Ni5
25、Mo2 W-Nr.1.4460 DP6(SUS329J1) 10RE51(SS 2324) 9 S32950 美规(ASME)钢号与 GB 钢号的对照表(待续)2007-03-02 11:00:33| 分类： 金属材料学 | 标签：金属材料学 字号：大中小 订阅 1SA-516.70 (中低温压力容器用碳钢板)-对应 GB 钢号 16MnR 16MnR 材料小知识：常温屈服点的取值一般为 340430 MPa,抗拉强度的取值一般为 510600 MPa。 16MnR 是已获 ASME 规范采纳的我国压力容器用钢板。2. ASTM UNS S31803（2205）-双相不锈钢00Cr22Ni5M
26、o3N小知识了解：2209 焊丝/焊条(AWS ER2209/E2209)是双相不锈钢 2205(UNS S31803)对应的焊接材料a 双相不锈钢可焊性良好，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钢焊接。b 双相不锈钢的焊接材料或填充材料通常采用比母材含镍高的材料，对于含氮的双相不锈钢要求焊材和母材的含氮量相同。以保证焊缝金属有足够的奥氏体量。c 双相不锈钢常用的焊接方法有手工电弧焊和钨极氩弧焊两种。适宜使用多层焊，采用多道次和低熔敷率的方式。d 双相不锈钢的中温敏化问题在焊接时一般不会出现。3. ASTM A1011-相当于 GB 的 Q2
27、35BQ235B 又相当于美国的 A36，A36 和 ASTM 的 A1011 以及中国的 Q235B 都是普通碳素结构钢，机械性能由于成分和工艺的不同而不同。A1011 中的 SS 系列，化学成分有些区别，有些是低合金成分，机械性能也不完全一样。作为热轧钢板（或者薄板）的材料，大致相当于中国的 Q235B，也就是最常用的结构钢。由于各国的钢材标准不一样，不可能有完全对照的钢材。只有一个大致的比较。双相不锈钢 2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的化学成份%牌号 C Mn P S Si Ni Cr Mo N2205 0.030 2.0 0.03 0.02 1.0 4.5-6.5
28、 21-23 2.5-3.5 0.08-0.2双相不锈钢 2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的机械性能牌号 温度/状态 屈服强度 b(MPa) 抗拉强度 0.2(MPa) 伸长率 标距 2in 或 50mm(或 4D）,% 2205 的板 70C/退火 75 105 352205 的板 200C/退火 50 90 2205 的板 400C/退火 45 80 2205 的板 600C/退火 40 79 双相不锈钢 2205 的用途：用于炼油, 化肥,造纸,wiki石油/wiki,wiki化工/wiki 等耐海水耐高温浓硝酸等 的热交换器和冷淋器及器件。双相不锈钢的主要代表牌号D
29、SS 一般可分为四类:低合金型-代表牌号是 UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N ）PREN 值 2425中合金型-代表牌号是 UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN 值 32 33高合金型-标准牌号有 UNS S32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N）,PREN 值 3839超级双相不锈钢型-标准牌号有 UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,PREN 值40 ( PREN 耐孔蚀指数 PREN=Cr%+3.3Mo%+16N%) 低合金型 UNS S32304 不含钼, 在耐应力腐蚀方面可代替 AISI304
30、 或 316 使用.中合金型 UNS S31803 的耐蚀性能介于 AISI 316L 和 6%Mo+N 奥氏体不锈钢之间.高合金型,一般含 25%Cr,还含有钼和氮 ,有的还含有铜和钨,这类钢的耐蚀性能高于 22%Cr 的双相不锈钢.超级双相不锈钢型,含高钼和氮,有的也含钨和铜 , 可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐腐蚀与力学综合性能,可与超级奥氏体不锈钢相比美.代表牌号的主要化学成分双相不锈钢化学成分,%类型 UNS 牌号 C Cr Ni Mo Cu N 低合金型 S32304 0.03 23 4 0.05/0.20中合金型 S31803 0.03 22 5 3 0.08/0.20中合金
31、型 S32205 0.03 22 5 3 0.14/0.20高合金型 S32550 0.04 25 6 3 2 0.10/0.25超级 DSS S32750 0.03 25 7 4 0.24/0.32从表中可以看出: S 32205 是由 S31803 派生出的钢种, 在 ASTM A 240/240M-99a 标准中是在 1999 年才纳标的,它的 Cr、Mo 和 N 元素的区间都比较窄,容易达到相的平衡( 即两相约各占一半), 改善了钢的强度,耐腐蚀性和焊接性能,多用于性能要求较高和需要焊接的材料,如油气管线等. 4. 双相不锈钢的发展动向值得关注的是低合金含锰双相不锈钢的开发. 近十年来
32、有关国家如美国,南非等研究以锰代镍双相不锈钢的开发,但除铸件外,所开发的新钢种多具有介稳的奥氏体,藉冷变形后马氏体的转变 提高强度,很难作焊接件使用,也很难适应某些环境,例如会产生应力腐蚀的环境,这样使用很局限.近年瑞典开发的低锰低镍双相不锈钢则比较成熟,目标明确,为了节镍以取代用途很广的 304,甚至可能代替价格与 304相当,目前使用并不广的 2304 双相不锈钢,具有实际推广的价值,值得注意.瑞典 Avesta Polarit AB 开发的 LDX 2101 双相不锈钢(21.5%Cr, 5%Mn, 1.5%Ni, 0.22%N), 由于提高了钢中的氮,获得了稳定的奥氏体,相的平衡与组织
33、稳定性都较好,对金属间相的析出不敏感,在析出最敏感的温度 650,保温 10h 后的冲击值才降至 50J，其组织稳定性较 2205 钢好。该钢的强度高，耐腐蚀性与 304 相当，可焊接，其寿命周期成本较奥氏体不锈钢低. LDX 2101 钢已进行工业试制,在AOD/CLU 炉精炼后进行连铸,生产长材铸胚和板胚,只是目前尚未大量推广应用，鉴于它具有较好的综合性能，潜在的用途范围很宽，尤其用作结构件很有前途，例如可代替 2205 双相不锈钢用作桥梁结构，还可用制混凝土中的钢筋，解决在有氯离子污染环境中材料的腐蚀问题,此外，还可取代 304和 316 钢制造容器、塔器、热水贮罐和加热器等。从世界不锈
34、钢的消耗量来看,双相不锈钢只占很少的份额,它的价格还是较高的,从价格比来看:若304,304L 为 1,则 316L 为 1.3, 而 2205 则为 1.6, 说明要想增加双相不锈钢的市场份额,应当有更廉价的,能与应用最普遍的 304(304L)钢相竞争的新钢种还是有价值的,当然这方面还有许多工作要做.值得一述的还有含锰超级双相不锈钢的开发,在德国开发了含 25%Cr, 6%Mn, 6%Ni, 3%Mo, 2%W和0.5%N,还有 Cu 的高合金铸钢,该钢靠固溶强化,0.2 可达到 550MPa, 比含 0.15%N 的类似钢种高出近 70MPa, 临界孔蚀温度(CPT)达到 70,耐磨损腐蚀性能好. 在奥地利也开发了 BO A920(26%Cr, 7%Ni, 3%Mn, 4%Mo, 0.35%N)超级双相不锈钢, PREN 值达 45,0.2 为600MPa, AK 为100200J, 适合用制小尺寸高速运转的部件. 这两种钢目前还处于试验室阶段. 这两种钢都是靠加入锰提高了氮的溶解度,由于合金含量高,组织稳定性相对较低,容易析出脆性相
