双面不锈钢:定义,等级,组成,性能和应用

双相不锈钢是一种特定的工程不锈钢材料,包括奥氏体和铁素体相,其在微观结构中大致相等的比例。它们由于其良好的耐腐蚀性以及高强度和易于制造而受到广泛的流行。与传统的奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢等级相比;双相不锈钢提供一系列优势,如:

  • 改善力量: 比正常的不锈钢等级强大两倍。
  • 高韧性和延展性
  • 高耐腐蚀性
  • 成本效益: DSS材料的高强度需要较少的管厚度降低管材重量。此外,少量镍级降低了成本。

双相不锈钢的应用

具有较高的耐腐蚀性,具有增加的强度和经济实惠的定价使双面不锈钢(DSS)成为各种行业的流行选择。他们的广泛用途是:

  • 化学和液体加工
  • 海上(流动线,立管)和其他工业运营
  • 海军零部件
  • 纸浆和纸生产
  • 污染控制设备
  • 水处理/脱盐植物
  • 建筑,基础设施,建筑
  • 热水和酿造罐
  • 食品和饮料储存
  • 锅炉,换热器,压力容器
  • 海洋坦克
  • 再生能源
  • 核工业

双相不锈钢等级

双相不锈钢具有更高的铬含量,20-28%;较高的钼,高达5%;与奥氏体不锈钢相比,少于镍,高达9%和0.05-0.50%的氮。对于抗蚀腐蚀的攻击,DSS材料是一种理想的选择。抵抗蚀腐蚀的抵抗力的特征在于蚀性等效数, 或PREN编号定义如下:

pren = %Cr + 3.3 %Mo + 16 %N

根据PREN数值,双相不锈钢分为四个等级。

  • 瘦双链等级(PREN范围:22-27): 没有故意的钼补充。主要用于建筑和建筑行业的桥梁,压力容器或领带杆。示例:S32001,S32101,S32304,S32202。
  • 标准双工(PREN范围:28-38): 最广泛使用的(超过80%)双相不锈钢材料,具有中档特性。示例:S32003,S31803,S32205
  • 超级双工(PREN范围:38-45): 越高的Cr,Ni,Mo,N甚至W. 专为高度腐蚀性而设计&天然气和化学工业。示例,S32750,S32760,S32950,S32808。
  • 超双工(PREN>45): 这些是高度合金化双相不锈钢。示例S32707,S33207

双面不锈钢的命名公约

双面不锈钢遵循各种命名约定,如:

  • 基于组成的名称: 对于DSS 2205或2305; 22或23表示I%Cr,5表示特定DSS材料中的%Ni。
  • 没有指定: 统一编号系统或无DSS材料的编号是ASTM规范中最受欢迎和最多的。
  • AISI指定: 只有一个DSS材料类型329具有AISI指定。

双相不锈钢特性

如前所述,双工名称从奥氏体(FCC结构)和铁素体(BCC结构)的共存到大致相等的比例(图1)。主要合金元素是铬,硅,钼,碳,镍,氮,锰,铜,钨。

双相不锈钢微观结构
图1:双相不锈钢微观结构

与不锈钢相比,典型的双相不锈钢具有更高的强度值。但是,DSS的工作温度范围通常窄,如左右300oC 不希望的金属间相(α'' - α'Quime阶段)开始沉淀,从而降低脆化现象的机械性能和耐腐蚀性。下表提供了普通双面不锈钢等级的一些选定性质。

DSS等级ASTM A789等级S32520热处理ASTM A790等级S31803热处理ASTM A790级S32304热处理ASTM A815级S32550热处理ASTM A815级S32205热处理
弹性模量200 GPA. 200 GPA. 200 GPA. 200 GPA. 200 GPA. 
伸长25% 25% 25% 15% 20% 
抗拉强度770 MPA. 620 MPa. 600 MPA. 800 MPA. 655 MPA. 
布氏硬度310290290302290
屈服强度550 MPa. 450 MPa. 400 MPA. 550 MPa. 450 MPa. 
热膨胀共同效率1E-5 1 / K 1E-5 1 / K 1E-5 1 / K 1E-5 1 / K 1E-5 1 / K 
比热力440 - 502 j /(kg·k) 440 - 502 j /(kg·k) 440 - 502 j /(kg·k) 440 - 502 j /(kg·k) 440 - 502 j /(kg·k) 
导热系数13 - 30 w /(m·k) 13 - 30 w /(m·k) 13 - 30 w /(m·k) 13 - 30 w /(m·k) 13 - 30 w /(m·k) 
表:双相不锈钢的性质

奥氏体,铁素体和双相不锈钢的应力 - 应变曲线在下列曲线中绘制以供参考:

SS和DSS.png的应力应变曲线比较
图2:SS和DSS的应力应变曲线比较

双相不锈钢组成

图3中的下表提供了普通DSS材料的%wt中的化学组合物。

精益的构成&标准双面不锈钢材料
超级的构成&超双工不锈钢材料
图3:典型的化学品

双相不锈钢的耐腐蚀性

由于存在相对较高的铬,钼和氮气,双相不锈钢在各种环境中表现出高水平的耐腐蚀能力。 DSS材料被特别选择用于氧化,酸性和热碱性环境。打击蚀腐蚀,DSS是理想的材料选择。上面定义的PREN号码描述了DSS对局部点蚀腐蚀的电阻。撬数的增加会增加使用关键点蚀温度量化的蚀腐蚀的阻力。具有更高CPT的材料更耐蚀腐蚀。
双相不锈钢具有比奥氏体不锈钢耐受性更好的应力腐蚀性抗腐蚀性。

双相不锈钢制作

双工不锈钢供应管,板,板材,管,配件或条形。取决于他们必须制造的要求。制造双相不锈钢材料需要特殊工具。它们具有很好的可焊性和热成型能力。然而,DSS材料通常难以加工目的。

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Anup Kumar Dey

我是一名机械工程师转向管道工程师。目前,我在一名高级管道压力工程师中工作。我对博客非常激烈,总是试图做独特的事情。本网站是我对博客世界的第一个冒险,目的是与世界各地的其他管道工程联系起来。

3 thoughts on “双面不锈钢:定义,等级,组成,性能和应用

  1. 亲爱的安慰,

    当考虑到铸造或锻造的双工材料中的制造商品,值得一提的是通常所需的质量要求的类型。供应商应符合他们正在制造的产品大小/重量的适当通知机构的评估和资格,适当的通知机构或诺斯·M650。应使用诸如IoGP S563 / M630中包含的MDS,以确保产品正确制造。

  2. 如果DSS是竞争材料,那么为什么它不广泛使用?
    奥氏体SS和DSS有什么区别?
    如果我们通常使用18-8,这是高温的SS304材料。那么ASTM A304,310的等效DSS是什么?

  3. 嗨Anup,深入解释得很好。非常感谢您对初级/高级管道工程师的努力。
    在我的观点中,Duplex被称为22%Crome和Super Duplex被称为25%Crome。大多数英国和挪威大陆架由于温度低,使用这种材料进行碳氢化合物。在海湾地区,这种材料被Inconel 625更换了离岸管道。

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