双相不锈钢基本特性.docx
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双相不锈钢基本特性
第一类属低合金型，代表牌号UNSS32304（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UNSS31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN值为32-33，其耐蚀性能介于AISI316L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22%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UNSS32750（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
RepresentativeDuplexStainlessSteelTypes,Main
ChemicalAnalysisandPittingResistanceEquivalentNumber
类别
标准
商业牌号
ChemicalAnalysis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
UNSS32304
SAF2304
0.03
23
4
0.1
0.1
0.2
24
Lowalloy
W.Nr1.4362
UR35N
SS2327
中合金型
UNSS31803
SAF2205
0.03
22
5
2.8
0.15
32/33
Middlealloy
W.Nr1.4462
UR45N
SS2377
UR45N+
0.03
22.8
6
3.3
0.18
35/36
UNSS31500
3RE60
0.03
18.5
5
2.7
0.1
29
WNr1.4417
A903
UNSS32900
10RE51
0.08
25
4.5
1.5
30
W.Nr1.4460
SS2324
AISI329
UR50
0.06
21
7.5
2.5
1.5
29
UNSS32950
Carp7Mo+
0.03
27
4.8
1.75
0.25
35
高合金型
UNSS32550
Ferralium
0.05
25
6
3
0.18
1.8
37
38
Highalloy
225
38
UNSS31250
DP3
0.03
25
7
3
0.16
0.5
37
UR47N
0.03
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
UNSS32760
Zeron100
0.03
25
7
3.5
0.24
0.7
0.7
40
41.5
super
duplex
stainless
W.Nr1.4501
steel
UNSS32750
SAF2507
0.03
25
7
3.8
0.28
41
W.Nr1.4410
UR47N+
SS2328
UNS.S32550
UR52N+
0.03
25
7
3.5
0.25
1.5
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
ComparisonofMainDuplexStainlessSteelsOfDifferentCountries
序
美国
中国
法国
德国
日本
瑞典
英国
USA
China
France
Germany
Japan
Sweden
UK
1
S31803
00Cr22Ni5Mo3N
UR45N，UR45N+
W-Nr.1.4462
DP8
SAF2205（SS2377）
2
S31500
00Cr18Ni5Mo3Si2
W-Nr.1.4417
DP1
3RE60（SS.2376）
3
S32550
00Cr25Ni6Mo3CuN
UR52N+
W-Nr.1.4507
Ferralium255
4
S31200
00Cr25Ni6Mo2N
00Cr22Ni5Mo3N
UR47N
5
S31260
00Cr22Ni5Mo3WcuN
W-Nr.1.4501
DP3（SUS329J2L）
Zeron100
6
S32304
UR35N
W-Nr.1.4362
DP11
SAF2304（SS.2327）
7
S32750
UR47N+
W-Nr.1.4410
SAF2507
8
S32900
00Cr26Ni5Mo2
W-Nr.1.4460
DP6（SUS329J1）
10RE51（SS2324）
9
S32950
工业事业部五分厂
2008年8月5日
常用双相不锈钢牌号和各国牌号的近似值对照
型号\国家
中国
美国
瑞典
德国
法国
日本
低合金型
00Cr23Ni4N
UN23
（SAF2304）
SS232
（SAF2304）
W．Nr.1.4362
UR35N
DP11
中合金型
00Cr18Ni5Mo3Si2
00Cr22Ni5Mo3N
UNSS31500
UNSS31803
SS2376（3RE60）
SS2377（SAF2205）
W.Nr.1.4417
W.Nr.1.4462
UR45N
DP1
DP8
高合金型
0Cr25Ni5Mo2
00Cr25Ni7Mo3WCuN
UNSS32900
UNSS31260
SS2324（10RE51）
W.Nr.1.4460
W.Nr.1.4501
329J1
329J2L
超级双相钢
00Cr25Ni7Mo4N
00Cr25Ni6Mo3CuN
UNSS32750
UNSS32550
SS2328（SAF2507）
W.Nr.1.4410
W.Nr.1.4507
UR47N+
UR52N+
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≤
N
S32750（（SAF2507）
00Cr22Ni7Mo4N
0.03
1.20
0.80
0.020
0.035
24.0/
26.0
6.0/
8.0
3.0/
5.0
0.50
0.24/
0.32
S31803（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/
0.20
S31500（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/
0.10
2．机械性能：
热处理制度℃
Ab（MPa）≥
As（MPa）≥
∮≥
布氏
洛氏
S32750（SAF2507）
00Cr22Ni5Mo3N
1025-1125
水
8
2
S31803（SAF2205）
00Cr22Ni5Mo3N
450
25
290
30.5
S31500（3RE60）
00Cr18Ni5Mo3Si
440
30
290
30.5
3．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℃。
双相不锈钢简介
双相不锈钢是指它的微观组织是由铁素体相和奥氏体相二组成的材料，二相各约占50%。
在实际使用中其中一相约在40-60%之间较为合适。
根据两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，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于铁素体不锈钢和碳钢。
双相不锈钢的耐耐氯化物孔蚀和缝隙腐蚀能力与铬、钼和氮含量有关，其耐钇蚀和缝隙腐蚀能力可以类假于316不锈钢，或者高于海水用不锈钢如6%MO奥氏体不锈钢。
所有氏体不锈钢，同时表现出良好的塑性和韧性。
双丰不锈钢各种产品形式：
板材和带材 和无缝管 锻材管件和法兰 棒和丝
双相不锈钢一般可分为四类：
第一类低合金型，代表牌号UNSS32304，钢中不含钼，PREN：
24-25，耐应力腐蚀方面可代替AISI304或是316使用。
第二类中合金型，代表牌号UNSS31803，PREN：
32-33耐蚀性能介于AISI316L和6%MO+N奥氏体不锈钢之间。
第三类高合金型，一般含25%CR，可使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。
（注：
PREN：
孔蚀抗力当量值）
化学成分双相钢的最主要合金元素是Cr、Ni、Mo和N。
其中Cr、Mo为增加铁素体含量，而Ni、N为奥氏体稳定元素。
有些钢种还有Mn、Cu、W等元素。
Cr、Ni、Mo能改进抗腐蚀性。
在含氯化物的环境中其抗点蚀及裂缝腐蚀的性能特别好。
1．化学成分（％）
表1
牌号
C
Cr
Ni
Mo
N
P
S
SAF2205
0.030
21.0-23
4.5-6.5
2.5-3.5
0.08-0.2
0.030
0.030
SA2507
0.030
24.0-26
6.0-8.0
3.0-5.0
0.32
0.035
0.020
2． 机械性能双相钢机械性能取决于产品形式及最终热处理，下表列出了规定的极限
表2
项目牌号
试验温度
RP0.2N/MM2
RM0.2N/MM2
A5%
SAF2205
室温
450
620
25
100
360
150
335
200
310
250
295
300
285
SA2507室温
550
800
1000
46
100
450
200
400
在-50度-280度温度范围同，双相不锈钢具有很好的机械性能，当双相钢长期承受300度以上高温时，其微机组织会发生变化并导含量的奥氏体钢种相比，双相钢和超级双相钢基体材料具有类心抗点蚀和裂纹腐蚀性能，但一般具有极好的抗应力腐蚀有机酸腐蚀的能力。
在工业界按照孔蚀抗力当量值PREN来表示抗点蚀等级是众所周知的。
物理性能：
双相钢热传导率列于下表中，并与316L相比较。
热传导率W/M摄氏率
表3
温度
牌号
SAF2205
SAF2507
AISI316L
20
19
16
15
100
19
17
16
200
21
19
17.5
300
23
20
19
双相不锈钢的热膨胀与碳钢接近，这使双相钢与奥氏体不锈钢相比，具有明显的优势。
金相组织我公司使用于西气东输的UNSS31803双相不锈钢的微观组织图如下，其铁素体含量54%
双相不锈钢优势
1、与奥氏体不锈钢相比
1）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压力容器的厚度要比常用奥氏体不锈钢减少30-50%，有利于降低成本。
2）具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的环境中，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断裂的能力，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通的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，在一些介质中，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，与合金含量相发的奥氏本不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和腐蚀疲劳性能都优于奥氏体不锈钢。
5）比奥氏体不锈钢线膨胀系数低，与碳钢接近，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。
双相不锈钢是指不锈钢中同时具有奥氏体和铁素体两种金相组织结构的不锈钢。
不锈钢一般是不锈钢和耐酸钢的总称。
不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢，而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。
不锈钢自本世纪初问世，到现在已有90多年的历史。
不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就，不锈钢的发展为现代工业的发展和科技进步奠定了重要的物质技术基础。
不锈钢钢种很多，性能各异，它在发展过程中逐步形成了几大类。
按组织结构分，分为马氏不锈钢（包括沉淀硬化不锈钢）、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体加铁素体双相不锈钢等四大类；按钢中的主要化学成分或钢中的一些特征元素来分类，分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等；按钢的性能特点和用途分类，分为耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强不锈钢等；按钢的功能特点分类，分为低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢、超塑性不锈钢等。
目前常用的分类方法是按钢的组织结构特点和钢的化学成分特点以及两者相结合的方法分类。
一般分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化型不锈钢等，或分为铬不锈钢和镍不锈钢两大类。
奥氏体+铁素体双相不锈钢是指不锈钢中既有奥氏体又有铁素体组织结构的钢种，而且此二相组织要独立存在，含量都较大，一般认为最少相的含量应大于15%。
而实际工程中应用的奥氏体+铁素双相不锈钢（习惯称α+γ双相不锈钢或双相不锈钢）多以奥氏体为基并含有不小于30%的铁素体，最常见的是两相各约占50%的双相不锈钢。
双相不锈钢英文简写是DSS（DuplexStainlessSteel）。
由于具有α+γ双相组织结构，双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。
与铁素体不锈钢相比，α+γ双相不锈钢的韧性高，脆性转变温度低。
耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高；同时又保留了铁素体不锈钢的一些特点，如4750C脆性、导热系数高、线膨胀系数小、具有超塑性、有磁性等。
与奥氏体不锈钢相比，α+γ双相不锈钢的强度高，特别是屈服强度显著提高，且耐晶间腐蚀、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能有明显的改善。
双相不锈钢这类不锈钢的典型钢种为2205，即22%铬和5%镍。
这类钢种的特性是：
强度佳［远优于304］耐蚀性亦佳，因此常用于石化业管线、压力容器及心轴等。
SAF是瑞典双相不锈钢标准代号,SAF是指山特维克公司的专利牌号。
同是2205：
如美国冶联AL2205,
61S.S.新加坡
62SFS芬兰标准
63S.I以色列标准
64SIS瑞典标准
65SLS斯里兰卡标准
66SNIMA摩洛哥标准
67SNV瑞士标准协会标准
双相不锈钢2205（00Cr22Ni5Mo3N,S31803）的化学成份%
牌号
C
≤
Mn
≤
P
≤
S
≤
Si
≤
Ni
Cr
Mo
N
2205
0.030
2.0
0.03
0.02
1.0
4.5-6.5
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σb
≥（ksi）
抗拉强度σ0.2
≥（ksi）
伸长率δ
标距2in或50mm（或4D）,≥,%
2205的板
70ºC/退火
75
105
35
2205的板
200ºC/退火
50
90
2205的板
400ºC/退火
45
80
2205的板
600ºC/退火
40
79
双相不锈钢2205的用途：
用于炼油,化肥,造纸,石油,化工等耐海水耐高温浓硝酸等的热交换器和冷淋器及器件。
双相不锈钢的主要代表牌号
DSS一般可分为四类:
低合金型--代表牌号是UNSS32304（23Cr-4Ni-0.1N）
PREN值24～25
中合金型--代表牌号是UNSS31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,
PREN值32～33
高合金型--标准牌号有UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N）,
PREN值38～39
超级双相不锈钢型--标准牌号有UNSS32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,
PREN值＞40
（※PREN耐孔蚀指数 PREN=Cr%+3.3×Mo%+16×N%）
低合金型UNSS32304不含钼,在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用.
中合金型UNSS31803的耐蚀性能介于AISI316L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:
S32205是由S31803派生出的钢种,在ASTMA240/240M-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,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AvestaPolaritAB开发的LDX2101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.
LDX2101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
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