UNS S32205 / S31803 Дуплексная нержавеющая сталь толщина листа 1,0 - 80,0 мм

2205 Дуплексная нержавеющая сталь: технический обзор

Химический состав и микроструктурные преимущества

• Хром (Cr): 21-23%. Улучшает пассивность и устойчивость к коррозии.
• Никель (Ni): 4,5 - 6,5% Стабилизирует аустенитную фазу для гибкости и прочности.
• Молибден (Mo): 2,5-3,5% Повышает устойчивость к коррозии ям и трещин в среде с высоким содержанием хлорида.
• Азот (N): 0,08 ≈ 0,20% ∙ ∙ ∙ Ключевой легирующий элемент, укрепляющий решетку, повышающий прочность и повышающий коррозионную устойчивость.
• Углерод (С): ≤0,03%. Минимизирует осадки карбида во время сварки, сохраняя пластичность.

Механические характеристики: прочность и гибкость

• Прочность на растяжение: ≥ 650 МПа. Почти в два раза выше, чем у 304 нержавеющей стали.
• Прочность: ≥ 450 МПа. Позволяет создавать более тонкие материалы без ущерба для структурной целостности.
• Удлинение: ≥25%. Сохраняет формальность для сложных изделий.
• Прочность при ударе: ≥ 100 J при 0°C. Противоположна хрупкости при низкотемпературных приложениях.

Устойчивость к коррозии: борьба с агрессивными средами

1. Коррозия в ямах и трещинах:
   • Превосходный в морской воде, рассоле и кислотных растворах из-за высокого содержания Mo и N.
   • Превзойдет аустенитные стали в стагнации или среде, лишенной кислорода (например, теплообменники с плохим потоком).
2. Стресовая коррозионная трещина (SCC):
   • Устойчивый к хлориду, который является распространенным способом отказа в сталях серии 300.
3. Окислительная и редуктивная среда:
   • Устойчив в разбавленной серной кислоте, фосфорной кислоте и щелочных растворах, хотя для концентрированных кислот могут потребоваться более высокие сплавы.

Учитывание изготовления и сварки

• Горячая обработка: выполняется при температуре 1050-1200 °C, чтобы избежать дисбаланса фаз; быстрое охлаждение после формирования сохраняет дуплексную структуру.
• Холодная обработка: возможна для листов и труб, но тяжелая деформация (например, глубокое затягивание) может потребовать отжигания раствора при температуре 1020-1100 °C, чтобы предотвратить ломкость.
• Сварка:
  • Используйте металлические наполнители, такие как ER2209 (соответствующий состав), чтобы поддерживать равновесие фаз.
  • Контроль нагрева < 1,5 кДж/мм, чтобы избежать чрезмерного образования феррита, что может уменьшить прочность.
  • Послеварное охлаждение должно быть быстрым (например, охлаждение воды для тонких сечений), чтобы предотвратить осаждение сигма-фазы.

Промышленное применение: где важна производительность

• Нефть и газ:
  • Подводные трубопроводы, скважины и клапаны в условиях с высокой соленостью, богатых H2S.
  • Морские платформы, подверженные морской воде и атмосферной коррозии.
• Морская инженерия:
  • Корпусы судов, винты и системы обработки морской воды (например, опреснительные установки).
  • Прибрежные сооружения, выдерживающие солевые спреи и приливное погружение.
• Химическая обработка:
  • Реакторы для органических кислот, хлорированных растворителей и нефтехимических промежуточных продуктов.
  • Теплообменники в фармацевтических и пищевых приложениях.
• Энергетический сектор:
  • Системы осульфурирования влажных дымовых газов (WFGD) на электростанциях.
  • Компоненты для хранения ядерных отходов, требующие долгосрочной коррозионной стойкости.

Международные стандарты и сертификация

• ASTM A240/A240M. Определяет пластину, лист и полосу.
• EN 10216-5 Покрывает бесшовные трубы для целей давления.
• ASME SA-240 -- действителен для применения в котлах и сосудах под давлением.
• NACE MR0175. Сертифицирован для использования в кислой газовой среде (H2S ≤ 3,5%).

Сравнительное преимущество: почему выбрать 2205 вместо других сплавов?