S31254 ruostumaton teräs vs. S32205 ruostumaton teräs

1. Esittely

Korroosionkestävät seokset tukevat kriittistä infrastruktuuria offshore-lautoista kemiankäsittelylaitoksiin.

Palveluympäristöjen kasvaessa aggressiivisemmiksi, oikean ruostumattoman teräslaadun valinta on elintärkeää.

Erityisesti, dupleksi 2205 (US S32205) ja superausteniittista 254 ME OLEMME (US S31254) johtavissa rooleissa, joissa kloridi, happo- tai hapankaasuhyökkäys uhkaa omaisuuden eheyttä.

Siten, tämä artikkeli tarjoaa ammattilaisen, tietopohjainen vertailu ruostumattomasta teräksestä S32205 vs S31254,

Suunniteltu ohjaamaan insinöörejä ja määrittäjiä kemian läpi, mikrorakenne, mekaaninen suorituskyky, korroosiokäyttäytyminen, valmistus, lämmönkäsittely, sovellukset, ja asiaankuuluvat standardit.

2. Kemiallinen koostumus & Mikrorakenne

Elementti	S32205 (2205)	S31254 (254 ME OLEMME)
Cr	22.0–23,0 painoprosenttia	20.0–22,0 painoprosenttia
Sisä-	4.5–6,5 painoprosenttia	17.0–19,0 painoprosenttia
MO	2.5–3,5 painoprosenttia	6.0–7,0 painoprosenttia
N	0.08–0,20 painoprosenttia	0.24–0,32 painoprosenttia
Cu	0.50 max	-
Mn	2.00 max	2.00 max
Ja	1.00 max	1.00 max
C	0.03 max	0.02 max

Lisäksi, S32205 näyttää suunnilleen 50/50 ferriitti-austeniitti dupleksimikrorakenne, joka antaa suuren lujuuden ja hyvän sitkeyden.

Sitä vastoin, S31254 muodostaa täysin austeniittisen matriisin, joka on stabiloitu korkealla nikkelipitoisuudellaan (≈18 painoprosenttia) ja typpeä (jopa 0.32 painoprosentti).

Seurauksena, S31254:n raekoot pysyvät tasaisina lämmössä, kun taas 2205:n kaksoisfaasit kestävät paikallista muodonmuutosta.

Lisäksi, S31254:n kohonnut molybdeeni ja typpi tehostavat inkluusiokontrollia ja estävät sigmafaasin muodostumista, parantaa pitkän aikavälin korroosionkestävyyttä.

3. Mekaaniset ominaisuudet vertailu

Omaisuus	S32205	S31254
Tuottolujuus (RP0.2)	~450 MPa	~300 MPa
Vetolujuus (Rm)	~650 MPa	~650 MPa
Pidennys (A %)	≥25 %	≥40 %
Pinta-alan vähentäminen (Z %)	≥50 %	≥60 %
Vaikuttaa sitkeyteen (Charpy V)	≥150 J @ –40 °C	≥100 J @–20°C
Virumisen vastustuskyky	Jopa 300 °C palvelua	Jopa 350 °C palvelua

Huoneenlämpötilassa, S32205 tarjoaa erinomaisen myötölujuuden – noin 450 MPa verrattuna S31254:ään 300 MPa – sen kaksisuuntaisen vaihekarkaisun ansiosta.

Silti, molemmat seokset saavuttavat samanlaiset vetolujuudet (~650 MPa). Lisäksi, S31254:ssä on korkeampi sitkeys (40 % pidennys) ja pinta-alan pienentäminen (60 %), jotka helpottavat syvävetoa ja monimutkaista muotoilua.

Käytettäessä korkeissa lämpötiloissa, S31254 säilyttää virumisvastuksen jopa 350 ° C, kun taas S32205 tyypillisesti rajoittaa palvelun noin 300 ° C.

Lopuksi, väsymystestit kloridiympäristöissä paljastavat vertailukelpoiset S–N-käyrät, vaikka S31254 näyttää pientä reunaa korkean syklin väsymisessä sen homogeenisen austeniittisen matriisin vuoksi.

4. S32205:n korroosionkestävyys vs. S31254

Korroosiotila	S32205 (Puu ≈ 35)	S31254 (Puu ≈ 49)
Pitting	Kloridin kynnysarvo ~0,8 paino-% NaCl	~3,5 paino-% NaCl
Rako	Kohtuullinen	Erinomainen
Chloride SCC	50–60 °C	70–80 °C
Yleinen hapan korroosio (H₂so₄)	~10 mm/vuosi @ 20 ° C	~2 mm/vuosi @ 20 ° C
Hapettavat hapot (HNO3)	Hyvä	Ylempi
Sulfidi SCC (SSC)	Riski H₂S:ssä > 1 baari	Minimi asti 5 baari H₂S

Koska PREN (Pitting Resistance Equivalent Number = Cr + 3.3 MO + 16 N) korreloi paikallisen korroosionkestävyyden kanssa, S31254 (Puu ≈ 49) parempi kuin S32205 (Puu ≈ 35).

Siten, S31254 sietää kloriditasoja jopa 3.5 paino-% ympäristön lämpötilassa ilman pistesyöpymistä, kun taas 2205 hatut ympäriinsä 0.8 painoprosentti.

Lisäksi, S31254 kestää kloridijännityskorroosiohalkeilua (SCC) jopa 80 ° C, verrattuna 60 °C S32205:lle.

Lisäksi, aggressiivisia pelkistäviä happoja (ESIM., 10 paino-% H2S04) syövyttää S32205:tä ~10 mm/vuosi, mutta vain ~2 mm/vuosi hyökkää S31254:ään samoissa olosuhteissa.

Lopuksi, hapan kaasutestit paljastavat S31254:n erinomaisen suorituskyvyn H₂S-palvelussa jopa 5 baari, kun taas S32205 osoittaa SSC-herkkyyden edellä 1 baari.

5. Valmistus & S32205:n hitsattavuus vs. S31254

Näkökohta	S32205	S31254
Kylmä työ	Jopa 30% paksuuden vähentäminen	Jopa 50%
Min. Taivutussäde	3 × paksuus (duplex-rajoitukset)	2 × paksuus
Hitsauslämmön syöttö	0.5–1,5 kJ/mm; sigmavaiheen riski, jos >2	1.0–2,5 kJ/mm; huollettu austeniitti kestää halkeilua
Hitsauksen jälkeinen hehkutus	1020 ° C × 30 mini	1100 ° C × 15 mini
Konettavuus	40 - 50 % - 304 Ss; työkalujen kohtalainen kuluminen	30 - 40 % - 304 Ss; työkalujen kuluminen suurempi

Käytännössä, S31254 kestää kovemman kylmätyöstön – jopa 50 % pinta-alan pieneneminen – sen austeniittisen sitkeyden vuoksi, kun taas S32205 kovettuu nopeammin, rajoittamalla vähennystä 30 %.

Taivutuksen aikana, insinöörit säilyttävät vähimmäissäteen 3 × paksuus 2205 ferriitin halkeilun välttämiseksi; päinvastoin, S31254 mahdollistaa tiukemmat mutkat 2 × paksuus.

Hitsaus 2205 vaatii lämmönsyöttöä välillä 0.5 ja 1.5 kJ/mm duplex-tasapainon säilyttämiseksi; liiallinen kuumuus (>2 KJ/mm) sigma-vaiheen muodostumisen riski.

Sillä välin, 254 SMO:n täysin austeniittinen rakenne kestää jopa 2.5 kJ/mm ilman halkeamia.

Hitsauksen jälkeen, 2205 hyötyy liuoshehkutuksesta klo 1020 ° C 30 minuuttia, kun taas S31254 vaatii 1100 ° C 15 minuuttia nitridien uudelleen liuottamiseen.

Lopuksi, työstettävyystesteissä S32205 on 40–50 % 304 SS:n materiaalinpoistonopeus, kun taas S31254 toimii hieman hitaammin (30–40%) ja nopeuttaa työkalun kulumista korkean Mo-pitoisuuden ansiosta.

6. Lämpökäsittelymenetelmien vertailu

Hoito	S32205	S31254
Ratkaisu	1020 °C × 15–30 min → vesisammutus	1100 °C × 10–20 min → sammutus vedellä tai ilmalla
Stressin lievitys	600–650 °C × 1 h	650–700 °C × 1 h
Ikääntyminen	Vältä yllä olevaa 300 ° C (σ-vaiheen riski)	Vakaa asti 400 ° C; rajoitettu ikääntyminen

Optimaalisen kaksipuolisen tasapainon palauttamiseen S32205:ssä muotoilun tai hitsauksen jälkeen, metallurgit suorittavat liuoshehkutuksen klo 1020 °C 15-30 minuuttia, sen jälkeen vesijäähdytys.

Sitä vastoin, S31254 vaatii korkeamman liuoshehkutuslämpötilan 1100 °C 10-20 minuuttia, joko vesi- tai ilmakarkaisulla austeniittisen rakenteensa säilyttämiseksi.

Kun stressin lievitys osoittautuu tarpeelliseksi (ESIM., raskaan valmistuksen jälkeen), 2205 vaatii 600–650 °C tunnin ajan, kun taas S31254 sietää 650–700 °C ilman haitallisia vaihemuutoksia.

Lopuksi, ikääntymistutkimukset osoittavat, että S32205 voi muodostaa haitallisen sigmafaasin, jos sitä pidetään yllä 300 °C pitkiä aikoja, kun taas S31254 pysyy vakaana aina 400 ° C, vähentää matalan lämpötilan stressinpoistojaksojen tarvetta.

7. S32205:n teollisuussovellukset vs. S31254

Petrokemian & Offshore -alustat:

Insinöörit määrittävät S32205:n takkeille ja päällisille, kun kloridialtistus on kohtalainen ja lujuus on suuri..

Kuitenkin, korkean roiskevyöhykkeen suolapitoisuuden edessä olevat alustat nojaavat S31254:n erinomaiseen pistesyöpymis- ja SCC-kestävyyteen.

Suolanpoistolaitokset & Meriveden käsittely:

Käänteisosmoosikalvoissa ja putkissa, S31254:n PREN (~49) kestää jatkuvaa kosketusta meriveden kanssa (3.5 paino-% NaCl), kun taas S32205 (Puu ~ 35) toimii parhaiten syöttövesivaiheissa, joissa suolapitoisuus on pienempi.

Kemiallisen käsittelyn laitteet:

Lämmönvaihtimet, jotka käsittelevät kuumaa H₂SO₂:a (10–20 painoprosenttia) suosi S31254:ää sen alhaisen korroosion vuoksi (~2 mm/vuosi).

Päinvastoin, S32205 sopii vähemmän aggressiivisiin palveluihin, kuten suolavesijäähdyttimiin, joissa sen suurempi lujuus vähentää seinämän paksuutta.

Reaalimaailman suorituskyky:

Pohjanmeren laiturin jälkiasennus vaihdettu vanha 2205 nousujohtimet 254 ME OLEMME, leikkaamalla kuoppikorjauksia 80%.

Sillä välin, petrokemian tehdas raportoi viiden vuoden ongelmattomasta palvelusta 3 % HCl dupleksin kanssa 2205 lauhduttimet.

8. Viitestandardit

• ASTM A240/A240M: "Standardivaatimukset kromille ja kromi-nikkeli ruostumattomalle teräslevylle, Arkki, ja nauhat paineastioihin ja yleisiin sovelluksiin"
• ASTM A182/A182M: "Taotun tai valssatun metalliseoksen vakiospesifikaatio- ja ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien laipat, Taotut liittimet, ja venttiilit ja osat korkean lämpötilan huoltoon”
• UNS-nimitykset: S32205 (dupleksi 2205), S31254 (254 ME OLEMME)
• NACE MR0175/ISO 15156: "Materiaalit käytettäväksi H₂S-pitoisissa ympäristöissä öljyn ja kaasun tuotannossa"

9. Vastaavat arvosanat

Alla on koottu luettelo yleisistä kansainvälisistä vastineista UNS S32205:lle (Dupleksi 2205) ja UNS S31254 (254 ME OLEMME), helpottaa ristiviittauksia suurten standardointielinten välillä.

Huomautuksia vastaavista

• DIN-merkintä-esimerkiksi, "1.4462" 2205:lle – näkyy teräksen kemiallisen symbolin vieressä (X2CrNiMoN22-5-3), jossa "22-5-3" tarkoittaa nimellisiä Cr-Ni-Mo-N tasoja.
• AFNOR (ranskalainen) arvosanat käyttävät Z-etuliitettä: "Z3CN22-05-03" peilit 2205's 22 % Cr, 5 % Sisä-, 3 % MO.
• Hän (japanilainen) ja Apu (venäjäksi) nimitykset vastaavat kansallisia numerointijärjestelmiä; liitteenä oleva "L" SUS329J4L:ssä osoittaa matalan lämpötilan iskusitkeysvaatimukset.
• kiinalainen arvot – 0Cr22Ni5Mo3N ja 0Cr25Ni20Mo3CuN – ovat tiiviisti UNS:n koostumusten mukaisia, määrittämällä hiiltä (0), kromi, nikkeli, molybdeeni- ja typpipitoisuus.

10. Kattava vertailu S32205 vs. S31254

Tuoda kaikki keskeiset erot terävästi, alla olevassa taulukossa on yhteenveto kemiasta, suorituskyky, UNS S32205:n valmistus- ja kustannusmittarit (Dupleksi 2205) ja UNS S31254 (254 ME OLEMME).

Kriteeri	S32205 (Dupleksi 2205)	S31254 (254 ME OLEMME)
Vaiheen rakenne	~50 % ferriitti / 50 % austeniitit	100 % austeniittista
Cr-Ni-Mo-N kemia	22 % Cr, 5 % Sisä-, 3 % MO, 0.14 % N	20 % Cr, 18 % Sisä-, 6.5 % MO, 0.28 % N
Puu	≈ 35	≈ 49
Tuottolujuus	450 MPA	300 MPA
Vetolujuus	650 MPA	650 MPA
Pidennys	25 %	40 %
Charpy sitkeys	≥ 150 D @ -40°C	≥ 100 J @ –20°C
Pitting Threshold	~ ~ 0.8 % NaCl	~ ~ 3.5 % NaCl
SCC-vastus	≤ 60 ° C	≤ 80 ° C
Creep Service Limit	≤ 300 ° C	≤ 350 ° C
Kylmätyön raja	30 % paksuuden vähentäminen	50 % paksuuden vähentäminen
Hitsauslämmön syöttö	0.5–1,5 kJ/mm (välttää > 2.0)	1.0–2,5 kJ/mm
Ratkaisu Anneal	1 020 °C × 15–30 min → vesisammutus	1 100 °C × 10–20 min → sammutus vedellä tai ilmalla
Kustannusindeksi	1.0 (pohja)	~ ~ 1.4 (≈ 40 % palkkio)

Avaimet takeawayt:

1. Vahvuus vs.. Korroosio: S32205 tarjoaa korkeamman myötörajan (≈ 450 MPA) ja erinomainen sitkeys, joten se sopii ihanteellisesti kantaville osille.
   Kuitenkin, sen pistelystysvastus (Puu ≈ 35) rajoittaa kloridipalvelun arvoon ~ 0.8 % NaCl.
2. Ylivoimainen korroosionkestävyys: S31254:n kohonneet Mo ja N tehostavat PREN-arvon arvoon ≈ 49, sietää merivettä (3.5 % NaCl) ja vastustaa SCC:tä 80 ° C, vaikka a 40 % korkeammat materiaalikustannukset.
3. Valmistuksen helppous: Täysausteniittinen S31254 tukee syvempää kylmätyöstöä (50 % vähentäminen) ja leveämmät hitsausikkunat (jopa 2.5 KJ/mm),
   kun taas duplex-laatu vaatii tarkempaa lämmönsyöttöä ylläpitääkseen vaihetasapainoaan.
4. Lämmönvakaus: Voit käyttää S31254:ää kohtalaisen korkeammissa lämpötiloissa (jopa 350 ° C) ilman ikääntymisriskejä, kun taas S32205 pysyy vakaana noin 300 ° C.

11. Johtopäätökset

S32205 ja S31254 tarjoavat kumpikin erilaisia ​​etuja. Ymmärtämällä heidän kemiansa, mikrorakenne, mekaaninen käyttäytyminen, korroosion suorituskyky, valmistus vivahteita, ja lämpökäsittelyikkunat, insinöörit voivat tehdä tietoa, arvovaltaisia ​​päätöksiä.

Tämä on täydellinen valinta valmistustarpeisiisi, jos tarvitset korkealaatuista ruostumaton teräs valut.

Ota yhteyttä tänään!

 

Faqit

Mitkä ensisijaiset tekijät määräävät valinnan S32205:n ja S31254:n välillä?

Käytännössä, insinöörit punnitsevat lujuus vs. korroosionkestävyys. S32205 tarjoaa korkeamman myötörajan (~450 MPa) pienemmällä hinnalla,

kun taas S31254 tarjoaa erinomaisen pistesuojauksen (Puu ≈ 49) ja kloridi-SCC-kestävyys 80 ° C.

Voinko kylmämuovata S31254:ää aggressiivisemmin kuin S32205:tä?

Kyllä. S31254:n täysin austeniittinen rakenne tukee jopa 50% paksuuden vähentäminen, kun taas S32205 työstökovettuu nopeammin ja tyypillisesti rajoittaa kylmäpelkistyksen 30% halkeilun välttämiseksi.

Mitä hitsausvarotoimenpiteitä sovelletaan näihin luokkiin?

S32205:lle, ylläpitää lämmöntuottoa välillä 0.5–1,5 kJ/mm ja suorita liuoshehkutus klo 1 020 °C duplex-tasapainon palauttamiseksi.

Sitä vastoin, S31254 sietää 1.0–2,5 kJ/mm ja kutsuu a 1 100 °C liuoshehkutus nitridien uudelleen liuottamiseksi.

Mikä metalliseos toimii paremmin hapankaasuympäristöissä?

H₂S-palvelussa, S31254 kestää sulfidijännityksen halkeilua jopa noin 5 baari, kun taas S32205 osoittaa SSC-herkkyyden edellä 1 baari.

Siksi, 254 SMO:sta tulee usein suositeltu valinta hapankaasusovelluksiin.