2205不锈钢简介

      双相不锈钢2205标准号：ASTM A240/A240M--01 双相不锈钢2205合金是由22%铬，2.5%钼及4.5%镍氮合金构成的复式不锈钢。它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。2205双相不锈钢的屈服强度是奥氏体不锈钢的两倍，这一特性使设计者在设计产品时减轻重量，让这种合金比316，317L更具有价格优势。这种合金特别适用于-50°F/+600°F 温度范围内。超出这一温度范围的应用，也可考虑这种合金，但是有一些限制，尤其是应用于焊接结构的时候。

应用领域

      压力器皿、高压储藏罐、高压管道、热交换器(化学加工工业)。

      石油天然气管道、热交换器管件。

      污水处理系统。

      纸浆和造纸工业分类器、漂白设备、贮存处理系统。

      高强度耐腐蚀环境下的回转轴、压榨辊、叶片、叶轮等。

      轮船或卡车的货物箱

      食品加工设备

标准

      ASTM/ASME...A240 UNS S32205/S31803

      EURONORM...1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3

      AFNOR...Z3 CrNi 22.05 AZ

      DIN...W. Nr 1.4462

抗腐蚀能力

均匀腐蚀

      由于铬含量（22%），钼（3%）及氮含量（0.18%）,2205的抗腐蚀特性在大多数环境下优于316L和317L。

局部抗腐蚀

      2205双相不锈钢中铬、钼及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中, 对点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能力。

抗应力腐蚀

      不锈钢的双相微观结构有助于提高不锈钢的抗应力腐蚀龟裂能力。在一定的温度、应张力、氧气及氯化物存在的情况下,奥氏体不锈钢会发生氯化物应力腐蚀。由于这些条件不易控制，因此304L、316L和317L的使用在这方面受到限制。

抗腐蚀疲劳

      2205双相钢的高强度及抗腐蚀能力使其具有很高的抗腐蚀疲劳强度。加工设备易受腐蚀环境和加载循环的影响，2205的特性非常适合这样的应用。

结构

      2205 的化学成分在经过1900°/1922°F (1040°/1080°C)固熔退火处理后,可获得理想的微观结构50 α / 50 γ 。如果热处理的温度高于2000°F ,可能会导致铁素体成分的增加。像其他的双相不锈钢一样,2205 合金易受金属间相析出的影响。金属间相在1300°F和1800°F之间析出,在1600°F温度下,其析出速度最快。因此,我们需对2205 进行试验，确保无金属间相，,试验参考ASTM A 923。

加工

热成形

      我们建议成形应尽量在600°F 温度以下进行。在进行热成形处理时,整个工件应整体受热,应在1750°F 到2250°F 的温度范围内进行,2205 合金在此温度下非常柔软。如果温度过高,2205合金易于热撕裂。如果低于此温度,奥氏体就会发生断裂。低于1700°F时,由于温度和形变的影响,金属间相会很快形成。热成形进行完后,应立即对其在最低为1900°F 的温度下进行固熔退火,并进行淬火来还原其相位平衡、韧性及抗腐蚀能力。我们不建议进行应力消除,但如果必须这样做,材料应在最低为1900°F 的温度下进行固熔退火,然后迅速冷却,进行水淬火。

冷成形

      2205 合金可以进行切割和冷成形。然而,由于2205 合金自身的高强度及硬度,它比奥氏体钢铁更需要进行冷成形,也正因为它的高强度,要充分考虑到回弹的因素。

热处理

      2205 合金应在最低为1900°F 的温度下进行退火处理,然后迅速冷却,进行水淬火。这项处理应用于固熔退火及应力解除。应力解除处理如在低于1900°F 的温度下进行,容易导致有害的金属或非金属相位的析出。

机械切削性

      在高速的机床上,2205 合金的进给率和切削速度和316L 是一样的。如果采用炭化刀,切割速度与316L 相比降低了大约20%,机器设备及其部件的性能在此起着关键性的作用。

焊接

      2205 合金的焊接性很好。2205 合金所要达到的性能为焊接金属和热变质部分仍然保持和基底金属同样的抗腐蚀能力、强度及韧性。2205 的焊接难度不大,但需设计其焊接程序,以便焊接后,可以保持良好的相位平衡状态,避免有害的金属相位或非金属相位的析出。2205 可在以下设备中进行焊接: GTAW (TIG); GMAW (MIG); SMAW (“stick” electrode);SAW; FCW; and PAW

特点

      1.双相不锈钢2205合金与316L和317L奥氏体不锈钢相比,2205合金在抗斑蚀及裂隙腐蚀方面的性能更优越,它具有很高的抗腐蚀能力,与奥氏体相比,它的热膨胀系数更低,导热性更高。

      2.双相不锈钢2205合金与奥氏体不锈钢相比,它的耐压强度是其两倍,与316L和317L相比,设计者可以减轻其重量。2205合金特别适用于—50°F/+600°F温度范围内,在严格限制的情况下(尤其对于焊接结构),也可以用于更低的温度。

化学成分

C≤0.030 Mn≤2.00 Si≤1.00 p≤0.030 S≤0.020 Cr 22.0～23.0 Ni 4.5～6.5 Mo3.0～3.5 N0.14～0.20(奥氏体-铁素体型）

性能补充：

主要成分：22Cr-5.3Ni-3.2Mo-0.16N；

各国标准：NAS 329J3L、UNS S32205/S31803、DIN/EN 1.4462、ASTM A240、ASME SA-240；

机械性能：

抗拉强度：σb≥640Mpa；

延伸率：δ≥25%；

典型工况：20%稀硫酸，60℃以下，年腐蚀率<0.1mm；配套焊丝：ER2209。

化学成分（JIS G 4305- 005）（wt%）

性能（JIS G 4305-2005）

物理性能

密度

力学性能

优点

      2205不锈钢板，2205不锈钢，双相不锈钢2205，2205不锈钢材料，为瑞典不锈钢牌号。

双相2205不锈钢板与奥氏体304不锈钢板的区别

      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压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%，有利于降低成本。

      2.具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，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，尤其在含氯离子的环境中。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，爆炸等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。

缺点

与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的缺点如下：

      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。

双相2205不锈钢板与铁素体410不锈钢板的区别

      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，双相不锈钢的缺点如下： 合金元素含量高，价格相对高，一般铁素体不含镍。

      不锈钢（Stainless Steel）指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，  又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。

种类

      不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢等。另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。

      1、铁素体不锈钢：含铬12%～30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。

      属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等。

      2、奥氏体不锈钢：含铬大于18%，还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的wC<0.08%，钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性能，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷，以获得单相奥氏体组织。

      3、奥氏体 - 铁素体双相不锈钢：兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。

      奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。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、Si、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。与奥氏体不锈钢相比，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。

      4、马氏体不锈钢：强度高，但塑性和可焊性较差。

      马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。

不锈钢作用

      不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度最高的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性，所以它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可满足建筑师和结构设计人员的需要  。

典型用途

      大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。在确定要选用的不锈钢类型时，主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以及要采用的清理制度。  然而，其它应用越来越多的只是寻求结构的完整性或不透水性。例如，工业建筑的屋顶和侧墙。在这些应用中，物主的建造成本可能比审美更为重要，表面不很干净也可以。  在干燥的室内环境中使用304不锈钢效果相当好。但是，在乡村和城市要想在户外保持其外观，就需经常进行清洗。在污染严重的工业区和沿海地区，表面会非常脏，甚至产生锈蚀。但要获得户外环境中的审美效果，就需采用含镍不锈钢。所以，304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途，但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中，最好采用316不锈钢。  不锈钢拉门  现在，人们已充分认识到了在结构应用中使用不锈钢的优越性。有几种设计准则中包括了304和316不锈钢。因为"双相"不锈钢2205已把良好的耐大气腐蚀性能和高抗拉强度及弹限强度融为一体，所以，欧洲准则中也包括了这种钢。  产品形状  实际上，不锈钢是以全标准的金属形状和尺寸生产制造的，而且还有许多特殊形状。最常用的产品是用薄板和带钢制成的，也用中厚板生产特殊产品，例如，生产热轧结构型钢和挤压结构型钢。而且还有圆型、椭圆型、方型、矩型和六角型焊管或无缝钢管及其它形式的产品，包括型材、棒材、线材和铸件。

表面状态

      正如后面将谈到的，为了满足建筑师们美学的要求，已开发出了多种不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者无光泽的；可以是光面的、抛光的或压花的；可以是着色的、彩色的、电镀的或者在不锈钢表面蚀刻有图案，也可进行拉丝等，以满足设计人员对外观的各种要求。  保持表面状态是容易的。只需偶尔进行冲洗就能去除灰尘。由于耐腐蚀性良好，也可以容易地去除表面的涂写污染或类似的其它表面污染。

未来展望

      由于不锈钢已具备建筑材料所要求的许多理想性能，它在金属中可以说是独一无二的，而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好，一直在改进现有的类型，而且，为了满足高级建筑应用的严格要求，正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高，质量不断改进，不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。  不锈钢集性能、外观和使用特性于一身，所以不锈钢仍将是世界上最佳的建筑材料之一。