S31254 keluli tahan karat vs. S32205 keluli tahan karat

1. Pengenalan

Aloi tahan kakisan menyokong infrastruktur kritikal-dari platform luar pesisir ke loji pemprosesan kimia.

Kerana persekitaran perkhidmatan tumbuh lebih agresif, Memilih gred tahan karat yang betul membuktikan penting.

Khususnya, dupleks 2205 (AS S32205) dan Super-Austenitic 254 Kita (AS S31254) menduduki peranan utama di mana klorida, Serangan asid atau gas sour mengancam integriti aset.

Akibatnya, Artikel ini menyampaikan profesional, Perbandingan yang didorong oleh data keluli tahan karat S32205 vs S31254,

berstruktur untuk membimbing jurutera dan penentu melalui kimia, Mikrostruktur, prestasi mekanikal, tingkah laku kakisan, fabrikasi, rawatan haba, aplikasi, dan piawaian yang berkaitan.

2. Komposisi kimia & Mikrostruktur

Elemen	S32205 (2205)	S31254 (254 Kita)
Cr	22.0-23.0 wt%	20.0-22.0 wt%
Dalam	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 maks	-
Mn	2.00 maks	2.00 maks
Dan	1.00 maks	1.00 maks
C	0.03 maks	0.02 maks

Tambahan pula, S32205 mempamerkan kira -kira 50/50 Mikrostruktur Dupleks Ferrite -Austenite, yang memberikan kekuatan yang tinggi dan ketangguhan yang baik.

Sebaliknya, S31254 membentuk matriks austenitik sepenuhnya yang stabil oleh nikel yang tinggi (≈18% berat) dan nitrogen (hingga 0.32 wt%).

Akibatnya, Saiz bijirin di S31254 cenderung kekal seragam di bawah haba, manakala fasa dwi 2205 menentang ubah bentuk setempat.

Selain itu, S31254 yang tinggi Molibdenum dan Nitrogen meningkatkan kawalan inklusi dan menindas pembentukan fasa sigma, meningkatkan rintangan kakisan jangka panjang.

3. Perbandingan sifat mekanikal

Harta	S32205	S31254
Kekuatan hasil (RP0.2)	~ 450 MPa	~ 300 MPa
Kekuatan tegangan (Rm)	~ 650 MPa	~ 650 MPa
Pemanjangan (%)	≥25 %	≥40 %
Pengurangan kawasan (Z%)	≥50 %	≥60 %
Kesan ketangguhan (Charpy v)	≥150 J @-40 ° C.	≥100 J @-20 ° C.
Rintangan Creep	Hingga 300 Perkhidmatan ° C.	Hingga 350 Perkhidmatan ° C.

Pada suhu bilik, S32205 menyampaikan kekuatan hasil yang unggul -Ketebalan 450 MPA berbanding S31254 300 MPA - Terima kasih kepada pengerasan fasa dupleks.

Walaupun begitu, Kedua -dua aloi mencapai kekuatan tegangan yang sama (~ 650 MPa). Di samping itu, S31254 mempunyai kemuluran yang lebih tinggi (40 % pemanjangan) dan pengurangan kawasan (60 %), yang memudahkan lukisan yang mendalam dan pembentukan kompleks.

Semasa beroperasi pada suhu tinggi, S31254 mengekalkan rintangan rayap sehingga 350 ° C., sementara S32205 biasanya menghadkan perkhidmatan ke sekitar 300 ° C..

Akhirnya, Ujian Keletihan dalam Persekitaran Klorida Menunjukkan Lengkung S -N, Walaupun S31254 menunjukkan kelebihan sedikit keletihan kitaran tinggi kerana matriks austenit homogennya.

4. Rintangan kakisan S32205 vs. S31254

Mod kakisan	S32205 (Kayu ≈ 35)	S31254 (Kayu ≈ 49)
Pitting	Ambang klorida ~ 0.8 wt% NaCl	~ 3.5 wt% NaCl
Celah	Sederhana	Cemerlang
Chloride SCC	50-60 ° C.	70-80 ° C.
Kakisan asid umum (H₂so₄)	~ 10 mm/tahun @ 20 ° C.	~ 2 mm/tahun @ 20 ° C.
Asid pengoksidaan (Hno₃)	Baik	Superior
Sulfida SCC (SSC)	Risiko di H₂s > 1 bar	Minimum sehingga 5 Bar H₂s

Kerana Pren (Nombor setara rintangan pitting = cr + 3.3 Mo + 16 N) berkorelasi dengan rintangan hubungan setempat, S31254 (Kayu ≈ 49) Outperforms S32205 (Kayu ≈ 35).

Akibatnya, S31254 mentolerir tahap klorida sehingga 3.5 wt% pada suhu ambien tanpa pitting, sedangkan 2205 tutup keluar 0.8 wt%.

Selain itu, S31254 menentang keretakan karat tekanan klorida (SCC) hingga 80 ° C., berbanding dengan 60 ° C untuk S32205.

Di samping itu, asid mengurangkan agresif (Mis., 10 wt% h₂so₄) Corrode S32205 pada ~ 10 mm/tahun, tetapi hanya ~ 2 mm/tahun serangan S31254 dalam keadaan yang sama.

Akhirnya, Ujian Gas Sour mendedahkan prestasi unggul S31254 dalam perkhidmatan H₂S sehingga 5 bar, Walaupun S32205 menunjukkan kerentanan SSC di atas 1 bar.

5. Fabrikasi & Kebolehkesanan S32205 vs. S31254

Aspek	S32205	S31254
Kerja sejuk	Hingga 30% pengurangan ketebalan	Hingga 50%
Min. Bend Radius	3 × ketebalan (Kekangan dupleks)	2 × ketebalan
Input haba kimpalan	0.5-1.5 kJ/mm; Risiko fasa sigma jika >2	1.0-2.5 kJ/mm; dikekalkan austenite menentang retak
Penyepuh pasca-kimpalan	1020 ° C × 30 min	1100 ° C × 15 min
Kebolehkerjaan	40 - 50 % dari 304 Ss; alat memakai sederhana	30 - 40 % dari 304 Ss; alat memakai lebih tinggi

Dalam amalan, S31254 mentolerir kerja sejuk yang lebih teruk - sehingga 50 % Pengurangan Kawasan -Dihantar ke Kemuluran Austenit, sementara s32205 bekerja keras lebih cepat, Mengehadkan pengurangan kepada 30 %.

Semasa membongkok, jurutera mengekalkan jejari minimum 3 × ketebalan untuk 2205 Untuk mengelakkan retak ferit; Sebaliknya, S31254 membolehkan selekoh yang lebih ketat di 2 × ketebalan.

Kimpalan 2205 Memerlukan input haba antara 0.5 dan 1.5 kj/mm untuk mengekalkan keseimbangan dupleks; haba yang berlebihan (>2 kJ/mm) Risiko pembentukan fasa sigma.

Sementara itu, 254 Struktur austenitik sepenuhnya SMO bertoleransi sehingga 2.5 KJ/mm tanpa retak.

Selepas kimpalan, 2205 faedah dari penyelesaian penyepuh pada 1020 ° C untuk 30 minit, sedangkan s31254 memerlukan 1100 ° C untuk 15 Minit untuk meredakan semula nitrida.

Akhirnya, Ujian Kesain Peringkat S32205 pada 40-50% daripada 304 Kadar penyingkiran bahan SS, sementara S31254 berjalan sedikit lebih perlahan (30-40%) dan mempercepat memakai alat kerana kandungan MO yang tinggi.

6. Perbandingan kaedah rawatan haba

Rawatan	S32205	S31254
Penyelesaian Penyepuh	1020 ° C × 15-30 min → Quench air	1100 ° C × 10-20 min → Air atau penghapusan udara
Melegakan tekanan	600-650 ° C × 1 h	650-700 ° C × 1 h
Penuaan	Elakkan di atas 300 ° C. (σ-fasa risiko)	Stabil hingga 400 ° C.; Penuaan terhad

Untuk memulihkan keseimbangan dupleks yang optimum di S32205 selepas membentuk atau mengimpal, ahli metalurgi melakukan penyelesaian penyepuhlindapan di 1020 ° C selama 15-30 minit, diikuti oleh pelindapkejutan air.

Sebaliknya, S31254 memerlukan suhu penyelesaian penyelesaian yang lebih tinggi 1100 ° C selama 10-20 minit, dengan pelindapkejutan air atau udara untuk mengekalkan struktur austenitiknya.

Apabila pelepasan tekanan membuktikan perlu (Mis., selepas fabrikasi berat), 2205 Menuntut 600-650 ° C selama satu jam, Walaupun S31254 mentolerir 650-700 ° C tanpa perubahan fasa buruk.

Akhirnya, Kajian penuaan menunjukkan bahawa S32205 boleh membentuk fasa sigma berbahaya jika diadakan di atas 300 ° C untuk tempoh yang berpanjangan, sedangkan S31254 tetap stabil sehingga 400 ° C., Mengurangkan keperluan untuk siklus tekanan-relief suhu rendah.

7. Aplikasi industri S32205 vs. S31254

Petrokimia & Platform luar pesisir:

Jurutera Tentukan S32205 untuk jaket dan bahagian atas apabila pendedahan klorida sederhana dan masalah kekuatan tinggi.

Walau bagaimanapun, platform yang dihadapi salinitas zon splash yang teruk pada pitting dan rintangan SCC S31254's Superior.

Tumbuhan penyahgaraman & Pengendalian air laut:

Dalam membran dan paip terbalik-osmosis, S31254's Pren (~ 49) menahan hubungan berterusan dengan air laut (3.5 WT% NaCl), sedangkan S32205 (Kayu ~ 35) Fungsi Terbaik di peringkat air suapan dengan kemasinan yang lebih rendah.

Peralatan pemprosesan kimia:

Penukar haba yang mengendalikan panas (10-20 wt%) Nikmat S31254 untuk kadar kakisan yang rendah (~ 2 mm/tahun).

Sebaliknya, S32205 sesuai dengan perkhidmatan yang kurang agresif -seperti penyejuk air garam -di mana kekuatannya yang lebih tinggi mengurangkan ketebalan dinding.

Prestasi dunia nyata:

Retrofit Platform Laut Utara diganti berumur 2205 Risers dengan 254 Kita, memotong pembaikan pitting oleh 80%.

Sementara itu, Loji petrokimia melaporkan lima tahun perkhidmatan bebas masalah di 3 % HCl dengan dupleks 2205 kondensor.

8. Piawaian rujukan

• ASTM A240/A240M: "Spesifikasi standard untuk plat keluli tahan karat kromium dan kromium-nikel, Lembaran, dan jalur untuk kapal tekanan dan untuk aplikasi umum ”
• ASTM A182/A182M: "Spesifikasi standard untuk aloi palsu atau digulung- dan bebibir paip keluli tahan karat, Kelengkapan palsu, dan injap dan bahagian untuk perkhidmatan suhu tinggi ”
• Jawatan UNS: S32205 (dupleks 2205), S31254 (254 Kita)
• Lahir MR0175/ISO 15156: "Bahan untuk digunakan dalam persekitaran yang mengandungi H₂s dalam pengeluaran minyak dan gas"

9. Gred setara

Berikut adalah senarai penyusun bersamaan antarabangsa yang sama untuk UNS S32205 (Dupleks 2205) dan UNS S31254 (254 Kita), memudahkan rujukan silang antara badan standard utama.

Nota mengenai kesamaan

• Penamaan DIN-Omprove, "1.4462" untuk 2205 -muncul bersama simbol kimia keluli (X2crnimon22-5-3), Di mana "22-5-3" menandakan tahap nominal Cr-ni-mo-n.
• Afnor (Perancis) gred menggunakan z-prefix: "Z3CN22-05-03" cermin 2205's 22 % Cr, 5 % Dalam, 3 % Mo.
• Dia (Jepun) dan GOST (Rusia) Jawatan mencerminkan sistem penomboran negara; "L" yang dilampirkan dalam SUS329J4L menunjukkan keperluan ketahanan impak suhu rendah.
• Cina gred -0CR22NI5MO3N dan 0CR25NI20MO3CUN -align rapat dengan komposisi UNS, menentukan karbon (0), Chromium, Nikel, kandungan molibdenum dan nitrogen.

10. Perbandingan komprehensif S32205 vs. S31254

Untuk membawa semua perbezaan utama menjadi pelepasan tajam, Jadual di bawah meringkaskan kimia, prestasi, fabrikasi dan metrik kos untuk UNS S32205 (Dupleks 2205) dan UNS S31254 (254 Kita).

Kriteria	S32205 (Dupleks 2205)	S31254 (254 Kita)
Struktur fasa	~ 50 % Ferrite / 50 % Austenite	100 % Austenitic
CR -NI -MO -N Kimia	22 % Cr, 5 % Dalam, 3 % Mo, 0.14 % N	20 % Cr, 18 % Dalam, 6.5 % Mo, 0.28 % N
Kayu	≈ 35	≈ 49
Kekuatan hasil	450 MPA	300 MPA
Kekuatan tegangan	650 MPA	650 MPA
Pemanjangan	25 %	40 %
Charpy ketahanan	≥ 150 D @ -40 ° C.	≥ 100 J @ -20 ° C.
Ambang pitting	~ 0.8 % NaCl	~ 3.5 % NaCl
Rintangan SCC	≤ 60 ° C.	≤ 80 ° C.
Had Perkhidmatan Creep	≤ 300 ° C.	≤ 350 ° C.
Had kerja sejuk	30 % pengurangan ketebalan	50 % pengurangan ketebalan
Input haba kimpalan	0.5-1.5 kJ/mm (elakkan > 2.0)	1.0-2.5 kJ/mm
Penyelesaian Anneal	1 020 ° C × 15-30 min → Quench air	1 100 ° C × 10-20 min → Air atau penghapusan udara
Indeks Kos	1.0 (asas)	~ 1.4 (≈ 40 % premium)

Takeaways utama:

1. Kekuatan vs. Kakisan: S32205 memberikan kekuatan hasil yang lebih tinggi (≈ 450 MPA) dan ketangguhan yang sangat baik, Menjadikannya sesuai untuk bahagian yang mengandungi beban.
   Walau bagaimanapun, rintangannya (Kayu ≈ 35) had perkhidmatan klorida ke ~ 0.8 % NaCl.
2. Rintangan kakisan unggul: S31254 yang tinggi MO dan N meningkatkan pren ke ≈ 49, bertolak ansur dengan air laut (3.5 % NaCl) dan menentang SCC ke 80 ° C., walaupun pada a 40 % Kos bahan yang lebih tinggi.
3. Kemudahan fabrikasi: S31254 Austenitic sepenuhnya menyokong kerja sejuk yang lebih dalam (50 % pengurangan) dan tingkap kimpalan yang lebih luas (hingga 2.5 kJ/mm),
   sedangkan gred dupleks memerlukan input haba yang lebih tepat untuk mengekalkan keseimbangan fasa.
4. Kestabilan terma: Anda boleh menjalankan S31254 pada suhu yang lebih tinggi (hingga 350 ° C.) tanpa risiko penuaan, sementara S32205 kekal stabil sehingga 300 ° C..

11. Kesimpulan

S32205 dan S31254 masing -masing memberikan kelebihan yang berbeza. Dengan memahami kimia mereka, Mikrostruktur, tingkah laku mekanikal, prestasi kakisan, nuansa fabrikasi, dan tingkap rawatan haba, Jurutera boleh membuat maklumat, Keputusan yang berwibawa.

Ini adalah pilihan yang sesuai untuk keperluan pembuatan anda jika anda memerlukan berkualiti tinggi Keluli tahan karat Castings.

Hubungi kami hari ini!

 

Soalan Lazim

Faktor utama apa yang mengawal pilihan antara S32205 vs S31254?

Dalam amalan, Jurutera berat kekuatan berbanding rintangan kakisan. S32205 memberikan kekuatan hasil yang lebih tinggi (~ 450 MPa) dengan kos yang lebih rendah,

manakala S31254 menawarkan rintangan pitting unggul (Kayu ≈ 49) dan rintangan klorida-scc terhadap 80 ° C..

Bolehkah saya bentuk sejuk s31254 lebih agresif daripada s32205?

Ya. Struktur Austenit sepenuhnya S31254 menyokong sehingga 50% pengurangan ketebalan, sedangkan s32205 kerja keras lebih cepat dan biasanya mengehadkan pengurangan sejuk ke 30% untuk mengelakkan retak.

Apa langkah berjaga -jaga yang digunakan untuk gred ini?

Untuk S32205, mengekalkan input haba antara 0.5-1.5 kJ/mm dan melaksanakan penyelesaian penyepuh pada 1 020 ° C untuk memulihkan keseimbangan dupleks.

Sebaliknya, S31254 bertolak ansur 1.0-2.5 kJ/mm dan panggilan untuk a 1 100 ° C Penyelesaian -Anneal untuk meredakan semula nitrida.

Aloi mana yang lebih baik dalam persekitaran gas masam?

Dalam perkhidmatan H₂s, S31254 menentang tekanan sulfida sehingga kira-kira 5 bar, Walaupun S32205 menunjukkan kerentanan SSC di atas 1 bar.

Oleh itu, 254 SMO sering menjadi pilihan pilihan untuk aplikasi gas sour.