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鑄態雙相不銹鋼00Cr22Ni5Mo3N(SAF2205)的熱塑性
雙相不銹鋼中奧氏體和鐵素體約各占一半,它的特點是將奧氏體所具有的優良韌性和焊接性能與鐵素體所具有的較高強度和耐氯化物應力腐蝕性能結合在一起。00Cr22Ni5Mo3N在中性氯化物和H2S中的耐應力腐蝕性能優良,由于它含氮,耐點蝕性能也很好,是目前應用最普遍的雙相不銹鋼材料,主要用于酸性油氣井生產,還應用于運輸、煉油、化工、化肥及石油化工等重要領域。
然而,也正是因為雙相不銹鋼所具有的兩相組織使其熱加工塑性下降,給其生產帶來一定的困難,因此,其熱加工溫度區間的選擇很重要。
通過研究發現,在1150~1250℃進行熱加工時,鑄態00Cr22Ni5Mo3N具有較好的熱塑性和較低的變形抗力。考慮到在大生產的實際熱加工過程中(尤其是鋼的自由鍛造),為了便于實際操作,鋼的熱加工溫度區間不宜太窄,而且在實際的加熱爐中,總是存在著溫度的波動,因此應注意控制上限加熱溫度。根據現場的實際情況,可將00Cr22Ni5Mo3N的熱加工溫度控制在950~1200℃,低于950℃往往容易析出有害相。例如在950℃保溫40min就可以有明顯的σ相析出,使試樣的沖擊韌性下降至正常值的1/8左右。因此在熱加工過程中,不得在這樣的溫度長時間停留。用此熱處理制度已成功地對尺寸為φ650mm×220mm,用于國家重點工程的00Cr22Ni5Mo3N大型鍛件進行了鍛造熱加工。
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瑞典繼開發了3RE60雙相不銹鋼之后,又針對油氣工業管線用材首先開發出了SAF2205鋼,納人了ASTM A789,A790,A240,A276等標準,美國牌號為UNS S31803;20世紀80年代以后,各國相繼開發類似鋼種,并納入標準。德國有W-Nr.1.4462,DIN X2Gr-NiMoN2253,法國有Z2CND-22-05-03,瑞典有SS2377,英國有BS318S13等。SAF2205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,為了改進相的平衡和避免有害相的析出,近年從UNS S31803鋼又派生出UNS S32205,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SAF2205鋼的00Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼,它在中性氯化物溶液和H2S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、熱加工及成型,焊接性良好,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。
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00Cr22Ni5Mo3N化學成分:碳(C)≤0.03,錳(Mn)≤2.0,鎳(Ni)5.0~6.0,硅(Si)≤1.0,磷(P)≤0.03,硫(S)≤0.02,鉻(Cr) 21.0~23.0,氮(N)0.12~0.20,鉬(Mo)2.75~3.25
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