S31254 Hindi kinakalawang na Asero vs. S32205 Hindi kinakalawang na Asero

1. Panimula

Ang mga haluang metal na lumalaban sa kaagnasan ay sumusuporta sa mga kritikal na imprastraktura - mula sa mga platform sa malayo sa pampang hanggang sa mga halaman ng pagpoproseso ng kemikal.

Habang nagiging mas agresibo ang mga kapaligiran sa serbisyo, Ang pagpili ng tamang hindi kinakalawang na grado ay nagpapatunay na mahalaga.

Sa partikular, duplex 2205 (UNS S32205) at super-austenitic 254 SMO (UNS S31254) sumakop sa mga nangungunang tungkulin kung saan chloride, Ang pag-atake ng acid o maasim na gas ay nagbabanta sa integridad ng asset.

Dahil dito, Ang artikulong ito ay nagbibigay ng isang propesyonal na, Paghahambing na hinihimok ng data ng hindi kinakalawang na asero S32205 kumpara sa S31254,

nakabalangkas upang gabayan ang mga inhinyero at specifiers sa pamamagitan ng kimika, mikroistruktura, mekanikal na pagganap, pag-uugali ng kaagnasan, gawa gawa lang, paggamot ng init, mga aplikasyon, at mga kaugnay na pamantayan.

2. Komposisyon ng Kemikal & Microstructure

Elemento	S32205 (2205)	S31254 (254 SMO)
Cr	22.0-23.0 wt%	20.0-22.0 wt%
Ni	4.5-6.5 wt%	17.0-19.0 wt%
Mo	2.5-3.5 wt%	6.0-7.0 wt%
N	0.08-0.20 wt%	0.24-0.32 wt%
Cu	0.50 max na max	—
Mn	2.00 max na max	2.00 max na max
Si Si	1.00 max na max	1.00 max na max
C	0.03 max na max	0.02 max na max

Dagdag pa rito, S32205 Halos Isang Bagay na Dapat Gawin 50/50 ferrite-austenite duplex microstructure, na nagbibigay ng mataas na lakas at mahusay na katigasan.

Sa kabilang banda, Ang S31254 ay bumubuo ng isang ganap na austenitic matrix na pinatatag ng mataas na nikel nito (≈18 wt%) at nitrogen (hanggang sa 0.32 wt%).

Bilang isang resulta, Ang mga sukat ng butil sa S31254 ay may posibilidad na manatiling pare-pareho sa ilalim ng init, habang ang dalawahang yugto ng 2205 ay lumalaban sa naisalokal na pagpapapangit.

Bukod pa rito, Ang nakataas na molibdenum at nitrogen ng S31254 ay nagpapalakas ng kontrol sa pagsasama at sugpuin ang pagbuo ng sigma-phase, Pagpapahusay ng pangmatagalang paglaban sa kaagnasan.

3. Paghahambing ng Mga Katangian ng Mekanikal

Pag-aari	S32205	S31254
Yield Lakas (Rp0.2)	~ 450 MPa	~ 300 MPa
Lakas ng Paghatak (Rm)	~ 650 MPa	~ 650 MPa
Pagpapahaba (A%)	≥25 %	≥40 %
Pagbabawas ng Lugar (Z%)	≥50 %	≥60 %
Epekto ng tigas (Charpy V)	≥150 J @–40 ° C	≥100 J @–20 ° C
Paglaban sa Creep	Hanggang sa 300 °C serbisyo	Hanggang sa 350 °C serbisyo

Sa temperatura ng kuwarto, Ang S32205 ay naghahatid ng higit na lakas ng ani-humigit-kumulang 450 MPa kumpara sa S31254 300 MPa—salamat sa duplex phase hardening nito.

Gayunpaman, Ang parehong mga haluang metal ay umabot sa magkatulad na lakas ng makunat (~ 650 MPa). Bukod pa rito, Ipinagmamalaki ng S31254 ang mas mataas na ductility (40 % pagpapahaba) at pagbabawas ng lugar (60 %), na nagpapadali sa malalim na pagguhit at kumplikadong pagbuo.

Kapag gumagana sa mataas na temperatura, Ang S31254 ay nagpapanatili ng paglaban sa gumagapang hanggang sa 350 °C, habang ang S32205 ay karaniwang naglilimita sa serbisyo sa paligid 300 °C.

Sa wakas, ang mga pagsubok sa pagkapagod sa mga kapaligiran ng klorido ay nagpapakita ng maihahambing na mga kurba ng S-N, bagaman ang S31254 ay nagpapakita ng isang bahagyang gilid sa pagkapagod ng mataas na siklo dahil sa homogenous austenitic matrix nito.

4. Paglaban sa kaagnasan ng S32205 vs. S31254

Mode ng Kaagnasan	S32205 (PREN ≈ 35)	S31254 (PREN ≈ 49)
Pitting	Threshold ng klorido ~ 0.8 wt% NaCl	~ 3.5 wt% NaCl
Mga bitak	Katamtaman	Napakahusay
Chloride SCC	50-60 ° C	70-80 ° C
Pangkalahatang Acidic Corrosion (H₂SO₄)	~ 10 mm / taon @ 20 °C	~ 2 mm / taon @ 20 °C
Oxidizing Acids (HNO₃)	Mabuti na lang	Superior
Sulfide SCC (SSC)	Panganib sa H₂S > 1 bar	Minimal hanggang sa 5 bar H₂S

Dahil PREN (Pitting Resistance Katumbas na Numero = Cr + 3.3 Mo + 16 N) Nauugnay sa naisalokal na paglaban sa kaagnasan, S31254 (PREN ≈ 49) outperforms S32205 (PREN ≈ 35).

Dahil dito, Ang S31254 ay nagpapahintulot sa mga antas ng klorido hanggang sa 3.5 wt% sa ambient temperatura nang walang pitting, samantalang ang 2205 Mga Takip sa Paligid 0.8 wt%.

Bukod pa rito, Ang S31254 ay lumalaban sa pag-crack ng chloride stress-corrosion (SCC) hanggang sa 80 °C, kumpara sa 60 °C para sa S32205.

Bukod pa rito, Agresibong pagbabawas ng mga acids (hal., 10 wt% H₂SO₄) kinakain ang S32205 sa ~ 10 mm / taon, ngunit lamang ~ 2 mm / taon atake S31254 sa ilalim ng parehong mga kondisyon.

Sa wakas, Ang mga pagsubok sa maasim na gas ay nagpapakita ng higit na mahusay na pagganap ng S31254 sa serbisyo ng H ₂ S hanggang sa 5 bar, habang ang S32205 ay nagpapakita ng SSC susceptibility sa itaas 1 bar.

5. Paggawa ng gawa & Weldability ng S32205 vs. S31254

Aspekto	S32205	S31254
Malamig na Trabaho	Hanggang sa 30% pagbabawas ng kapal	Hanggang sa 50%
Min. Bend Radius	3 × kapal (Mga hadlang sa duplex)	2 × kapal
Weld Heat Input	0.5-1.5 kJ / mm; panganib ng sigma phase kung >2	1.0-2.5 kJ / mm; Pinapanatiling austenite lumalaban sa pag-crack
Post-Weld Annealing	1020 °C × 30 min	1100 °C × 15 min
Machinability	40 – 50 % ng mga 304 SS; tool magsuot ng katamtaman	30 – 40 % ng mga 304 SS; mas mataas ang suot ng tool

Sa pagsasanay, Ang S31254 ay nagpapahintulot sa mas matinding malamig na pagtatrabaho—hanggang sa 50 % pagbabawas ng lugar—dahil sa austenitic ductility nito, habang ang S32205 ay mas mabilis na gumagana, paglilimita sa pagbabawas sa 30 %.

Sa panahon ng pagbaluktot, Ang mga inhinyero ay nagpapanatili ng isang minimum na radius ng 3 × kapal para sa 2205 Upang maiwasan ang pag-crack ng ferrite; sa kabaligtaran, Pinapayagan ng S31254 ang mas mahigpit na mga liko sa 2 × kapal.

Welding 2205 Nangangailangan ng mga input ng init sa pagitan ng 0.5 at 1.5 kJ / mm upang mapanatili ang balanse ng duplex; labis na init (>2 kJ / mm) Panganib sigma-phase formation.

Samantala, 254 Ang ganap na austenitic na istraktura ng SMO ay nagpapahintulot hanggang sa 2.5 kJ / mm nang walang pag-crack.

Pagkatapos ng hinang, 2205 Mga Pakinabang mula sa Solution Annealing sa 1020 °C para sa 30 mga minuto, S31254 Tumawag para sa 1100 °C para sa 15 Mga Minuto upang Muling Matunaw ang Nitrides.

Sa wakas, ang mga pagsubok sa kakayahang machinin ay nagraranggo ng S32205 sa 40-50% ng 304 Rate ng pag-alis ng materyal ng SS, habang ang S31254 ay tumatakbo nang bahagyang mas mabagal (30–40%) at accelerates tool wear dahil sa kanyang mataas na Mo nilalaman.

6. Paghahambing ng Mga Pamamaraan ng Paggamot sa Init

Paggamot	S32205	S31254
Solusyon Annealing	1020 ° C × 15-30 min → pag-quench ng tubig	1100 ° C × 10-20 min → tubig o air quench
Pantanggal ng Stress	600-650 ° C × 1 h	650-700 ° C × 1 h
Pagtanda	Iwasan sa itaas 300 °C (σ-phase panganib)	Matatag hanggang sa 400 °C; limitadong pag-iipon

Upang ibalik ang pinakamainam na balanse ng duplex sa S32205 pagkatapos ng pagbuo o hinang, Ang mga metalurhiko ay nagsasagawa ng solusyon sa pagsusubo sa 1020 ° C para sa 15-30 minuto, Sinundan ng isang pag-aayos ng tubig.

Sa kabilang banda, Ang S31254 ay nangangailangan ng mas mataas na temperatura ng anneal ng solusyon 1100 ° C para sa 10-20 minuto, Sa pamamagitan ng pag-aayos ng tubig o hangin upang mapanatili ang austenitic na istraktura nito.

Kapag ang stress relief ay napatunayan na kinakailangan (hal., pagkatapos ng mabigat na katha), 2205 600-650 ° C para sa isang oras, habang ang S31254 ay nagpapahintulot sa 650-700 ° C nang walang masamang pagbabago sa yugto.

Sa wakas, Ang mga pag-aaral sa pag-iipon ay nagpapakita na ang S32205 ay maaaring bumuo ng nakakapinsalang sigma phase kung gaganapin sa itaas 300 ° C para sa mahabang panahon, Samantalang ang S31254 ay nananatiling matatag hanggang sa 400 °C, Bawasan ang Pangangailangan para sa Mababang Temperatura Stress-Relief Cycles.

7. Mga Aplikasyon ng Industriya ng S32205 vs. S31254

Petrochemical & Mga Offshore Platform:

Tinutukoy ng mga inhinyero ang S32205 para sa mga jacket at topsides kapag ang katamtamang pagkakalantad sa klorido at mataas na lakas ay mahalaga.

Gayunpaman, Ang mga platform na nahaharap sa malubhang splash-zone salinity ay nakasandal sa superior pitting at paglaban ng SCC ng S31254.

Mga Halaman ng Desalination & Paghawak ng Tubig sa Dagat:

Sa reverse-osmosis membranes at piping, PREN ng S31254 (~ 49) Patuloy na nakikipag-ugnay sa tubig dagat (3.5 wt% NaCl), samantalang ang S32205 (PREN ~ 35) Pinakamahusay na gumagana sa mga yugto ng feedwater na may mas mababang asin.

Kagamitan sa Pagproseso ng Kemikal:

Mga heat exchanger na humahawak ng mainit na H₂SO₄ (10-20 wt%) pabor sa S31254 para sa mababang rate ng kaagnasan nito (~ 2 mm / taon).

Sa kabilang banda, Ang S32205 ay nababagay sa hindi gaanong agresibong mga serbisyo-tulad ng mga cooler ng brine-kung saan ang mas mataas na lakas nito ay binabawasan ang kapal ng pader.

Pagganap sa Real-World:

Isang North Sea platform retrofit pinalitan ang lumang 2205 Mga riser na may 254 SMO, pagputol ng pagkukumpuni ng pitting sa pamamagitan ng 80%.

Samantala, Iniulat ng isang planta ng petrochemical ang limang taon ng walang problema na serbisyo sa 3 % HCl na may duplex 2205 mga condensers.

8. Mga Pamantayan ng Sanggunian

• ASTM A240 / A240M: Pamantayan ng Pagtutukoy para sa Chromium at Chromium-Nickel Hindi kinakalawang na Asero na Plate, Sheet, at Strip para sa Pressure Vessels at para sa Pangkalahatang Mga Aplikasyon"
• ASTM A182 / A182M: Pamantayan ng Pagtutukoy para sa Forged o Pinagsama haluang metal- at hindi kinakalawang na asero pipe flanges, Mga Pekeng Fitting, at Mga Balbula at Mga Bahagi para sa Serbisyo ng Mataas na Temperatura "
• Mga Pagtatalaga ng UNS: S32205 (duplex 2205), S31254 (254 SMO)
• NACE MR0175 / ISO 15156: "Mga Materyales para sa Paggamit sa Mga Kapaligiran na Naglalaman ng H ₂ S sa Produksyon ng Langis at Gas"

9. Mga Katumbas na Grade

Nasa ibaba ang isang pinagsama-samang listahan ng mga karaniwang internasyonal na katumbas para sa UNS S32205 (Duplex 2205) at UNS S31254 (254 SMO), Pagpapadali ng cross-reference sa pagitan ng mga pangunahing katawan ng pamantayan.

Mga Tala sa Mga Katumbas

• Pagtatalaga ng DIN—halimbawa, "1.4462" para sa 2205 - lumilitaw sa tabi ng simbolo ng kemikal ng bakal (X2CrNiMoN22-5-3), kung saan ang "22-5-3" ay nagpapahiwatig ng mga nominal na antas ng Cr-Ni-Mo-N.
• AFNOR (Pranses) Gumamit ng Z Prefix: Ang "Z3CN22-05-03" ay sumasalamin sa 2205 22 % Cr, 5 % Ni, 3 % Mo.
• JIS (Hapon) at GOST (Ruso) Ang mga pagtatalaga ay sumasalamin sa mga pambansang sistema ng pagbilang; Ang nakalakip na "L" sa SUS329J4L ay nagpapahiwatig ng mga kinakailangan sa katigasan ng epekto ng mababang temperatura.
• Tsino ang mga grado-0Cr22Ni5Mo3N at 0Cr25Ni20Mo3CuN-ay malapit na nakahanay sa mga komposisyon ng UNS, Pagtukoy ng Carbon (0), kromo, nikel, nilalaman ng molibdenum at nitrogen.

10. Komprehensibong Paghahambing ng S32205 vs. S31254

Upang dalhin ang lahat ng mga pangunahing pagkakaiba sa matalim na kaluwagan, Ang talahanayan sa ibaba ay nagbubuod ng kimika, pagganap, Mga sukatan ng katha at gastos para sa UNS S32205 (Duplex 2205) at UNS S31254 (254 SMO).

Pamantayan	S32205 (Duplex 2205)	S31254 (254 SMO)
Istraktura ng Phase	~ 50 % ferrite / 50 % austenite	100 % austenitic
Cr-Ni-Mo-N Chemistry	22 % Cr, 5 % Ni, 3 % Mo, 0.14 % N	20 % Cr, 18 % Ni, 6.5 % Mo, 0.28 % N
PREN	≈ 35	≈ 49
Yield Lakas	450 MPa	300 MPa
Lakas ng Paghatak	650 MPa	650 MPa
Pagpapahaba	25 %	40 %
Katigasan ng Charpy	≥ 150 J @ -40 ° C	≥ 100 J @ -20 ° C
Threshold ng Piting	~ 0.8 % NaCl	~ 3.5 % NaCl
Paglaban ng SCC	≤ 60 °C	≤ 80 °C
Limitasyon sa Serbisyo ng Gumagapang	≤ 300 °C	≤ 350 °C
Limitasyon sa Malamig na Trabaho	30 % pagbabawas ng kapal	50 % pagbabawas ng kapal
Weld Heat Input	0.5-1.5 kJ / mm (Iwasan > 2.0)	1.0-2.5 kJ / mm
Solusyon Anneal	1 020 ° C × 15-30 min → pag-quench ng tubig	1 100 ° C × 10-20 min → tubig o air quench
Index ng Gastos	1.0 (base)	~ 1.4 (≈ 40 % premium)

Key Takeaways:

1. Lakas vs. Kaagnasan: Ang S32205 ay naghahatid ng mas mataas na lakas ng ani (≈ 450 MPa) at napakahusay na katigasan, Ginagawa itong perpekto para sa mga bahagi ng pag-load.
   Gayunpaman, ang paglaban nito (PREN ≈ 35) nililimitahan ang serbisyo ng klorido sa ~ 0.8 % NaCl.
2. Superior kaagnasan paglaban: Ang nakataas na Mo at N ng S31254 ay nagpapalakas ng PREN sa ≈ 49, pagpaparaya sa tubig dagat (3.5 % NaCl) at paglaban sa SCC sa 80 °C, kahit na sa isang 40 % mas mataas na gastos sa materyal.
3. Paggawa Dali: Ang ganap na austenitic S31254 ay sumusuporta sa mas malalim na malamig na pagtatrabaho (50 % pagbabawas) at mas malawak na bintana ng hinang (hanggang sa 2.5 kJ / mm),
   samantalang ang duplex grade ay nangangailangan ng mas tumpak na input ng init upang mapanatili ang balanse ng phase nito.
4. Thermal katatagan: Maaari mong patakbuhin ang S31254 sa katamtamang mas mataas na temperatura (hanggang sa 350 °C) Walang Panganib sa Pag-iipon, Habang ang S32205 ay nananatiling matatag hanggang sa halos 300 °C.

11. Konklusyon

Ang S32205 at S31254 ay naghahatid ng natatanging mga pakinabang. Sa pamamagitan ng pag-unawa sa kanilang kimika, mikroistruktura, mekanikal na pag uugali, pagganap ng kaagnasan, Mga nuances ng katha, at mga bintana ng paggamot sa init, Ang mga inhinyero ay maaaring gumawa ng kaalaman, Mga Awtoridad na Desisyon.

DEZE Ito ang perpektong pagpipilian para sa iyong mga pangangailangan sa pagmamanupaktura kung kailangan mo ng mataas na kalidad hindi kinakalawang na asero Mga Paghahagis.

Makipag ugnay sa amin ngayon!

 

Mga FAQ

Ano ang mga pangunahing kadahilanan na namamahala sa pagpili sa pagitan ng S32205 vs S31254?

Sa pagsasanay, timbangin ng mga inhinyero lakas kumpara sa paglaban sa kaagnasan. Ang S32205 ay naghahatid ng mas mataas na lakas ng ani (~ 450 MPa) Sa mas mababang gastos,

habang ang S31254 ay nag-aalok ng higit na mahusay na paglaban sa pitting (PREN ≈ 49) at chloride-SCC paglaban sa 80 °C.

Maaari ko bang i-cold-form ang S31254 nang mas agresibo kaysa sa S32205?

Oo nga. Ang Ganap na Austenitic na istraktura ng S31254 ay sumusuporta hanggang sa 50% pagbabawas ng kapal, samantalang ang S32205 ay mas mabilis na tumigas at karaniwang nililimitahan ang malamig na pagbawas sa 30% Upang maiwasan ang pag-crack.

Anong mga pag-iingat sa hinang ang nalalapat sa mga grado na ito?

Para sa S32205, Panatilihin ang init input sa pagitan ng 0.5-1.5 kJ / mm at magsagawa ng solusyon annealing sa 1 020 °C upang ibalik ang balanse ng duplex.

Sa kabilang banda, S31254 Tolerates 1.0-2.5 kJ / mm at tumawag para sa isang 1 100 °C solusyon-anneal upang muling matunaw ang mga nitride.

Aling haluang metal ang mas mahusay na gumaganap sa mga kapaligiran ng maasim na gas?

Sa serbisyo ng H₂S, S31254 lumalaban sa sulfide stress-crack hanggang sa tungkol sa 5 bar, habang ang S32205 ay nagpapakita ng SSC susceptibility sa itaas 1 bar.

Kaya nga, 254 Ang SMO ay kadalasang nagiging ginustong pagpipilian para sa mga aplikasyon ng maasim na gas.