S31254 stal nierdzewna vs. S32205 Stal nierdzewna

1. Wstęp

Stopy oporne na korozję leżą u podstaw krytycznej infrastruktury-od platform offshore po rośliny przetwarzające chemikalia.

W miarę jak środowiska serwisowe stają się bardziej agresywne, Wybór prawej klasy nierdzewnej okazuje się niezbędny.

Zwłaszcza, dupleks 2205 (US S32205) i superustenityczne 254 My (US S31254) zajmować wiodące role, w których chlorek, Atak kwasu lub kwaśnego gazu zagraża integralności aktywów.

Więc, Ten artykuł zapewnia profesjonalistę, Porównanie stali nierdzewnej S32205 vs S31254,

Ustrukturyzowane do inżynierów i specyfikatorów poprzez chemię, Mikrostruktura, Wydajność mechaniczna, Zachowanie korozji, produkcja, obróbka cieplna, aplikacje, i odpowiednie standardy.

2. Skład chemiczny & Mikrostruktura

Element	S32205 (2205)	S31254 (254 My)
Kr	22.0–23,0% wag.	20.0–22,0% wag.
W	4.5–6,5% wag.	17.0–19,0% wag.
Pon	2.5–3,5% wag.	6.0–7,0% wag.
N	0.08–0,20% wag.	0.24–0,32% wag.
Cu	0.50 maks	- -
Mn	2.00 maks	2.00 maks
I	1.00 maks	1.00 maks
C	0.03 maks	0.02 maks

Ponadto, S32205 wykazuje mniej więcej 50/50 Mikrostruktura dupleksowa ferrytu - Austenit, który nadaje wysoką siłę i dobrą wytrzymałość.

Dla kontrastu, S31254 tworzy w pełni austenityczną matrycę stabilizowaną przez jej wysoki nikiel (≈18% wag.) i azot (aż do 0.32 wt%).

W rezultacie, Rozmiary ziarna w S31254 zwykle pozostają jednolite pod ciepłem, podczas gdy podwójne fazy 2205 są odporne na zlokalizowane odkształcenie.

Ponadto, Podwyższone molibden i azot S31254 kontrola włączenia i tłumią tworzenie fazy sigma, Zwiększenie długoterminowej odporności na korozję.

3. Porównanie właściwości mechanicznych

Nieruchomość	S32205	S31254
Siła plonu (RP0.2)	~ 450 MPa	~ 300 MPa
Wytrzymałość na rozciąganie (Rm)	~ 650 MPa	~ 650 MPa
Wydłużenie (A%)	≥25 %	≥40 %
Zmniejszenie obszaru (Z%)	≥50 %	≥60 %
Wytrzymałość na uderzenia (Charpy v)	≥150 J @–40 ° C	≥100 J @–20 ° C
Odporność na pełzanie	Aż do 300 ° C usługa	Aż do 350 ° C usługa

W temperaturze pokojowej, S32205 zapewnia doskonałą granicę plastyczności - w niesie 450 MPA kontra S31254 300 MPA - dzięki swojemu dupleksowi utwardzaniu fazowym.

Niemniej jednak, Oba stopy osiągają podobne siły rozciągania (~ 650 MPa). Ponadto, S31254 ma wyższą plastyczność (40 % wydłużenie) i redukcja obszaru (60 %), które ułatwiają głębokie rysunek i formowanie złożone.

Podczas pracy w podwyższonych temperaturach, S31254 utrzymuje odporność na pełzanie 350 °C, podczas gdy S32205 zazwyczaj ogranicza obsługę dookoła 300 °C.

Wreszcie, Testy zmęczeniowe w środowiskach chlorkowych ujawniają porównywalne krzywe S - N, Chociaż S31254 wykazuje niewielką przewagę w zmęczeniu o wysokim cyklu ze względu na jego jednorodną matrycę austenityczną.

4. Odporność na korozję S32205 vs. S31254

Tryb korozji	S32205 (Drewno ≈ 35)	S31254 (Drewno ≈ 49)
Wżery	Próg chlorku ~ 0,8% wag. NaCl	~ 3,5% wag. NaCl
Szpara	Umiarkowany	Doskonały
Chlorek SCC	50–60 ° C.	70–80 ° C.
Ogólna kwaśna korozja (H₂so₄)	~ 10 mm/rok @ 20 °C	~ 2 mm/rok @ 20 °C
Kwasy utleniające (Hno₃)	Dobry	Znakomity
Siarczkowy SCC (Ssc)	Ryzyko w H₂s > 1 bar	Minimalne do 5 Bar H₂s

Ponieważ Pren (Liczba równoważna oporności wżery = Cr + 3.3 Pon + 16 N) koreluje z zlokalizowaną opornością na korozję, S31254 (Drewno ≈ 49) przewyższa S32205 (Drewno ≈ 35).

Więc, S31254 toleruje poziomy chlorków 3.5 WT% w temperaturze otoczenia, mając na uwadze, że 2205 OPRAWA 0.8 wt%.

Ponadto, S31254 odpowiada pękanie stresu chlorkowego (SCC) aż do 80 °C, w porównaniu do 60 ° C dla S32205.

Ponadto, agresywne zmniejszenie kwasów (np., 10 wt% h₂so₄) Corrode S32205 przy ~ 10 mm/rok, ale tylko ~ 2 mm/rok Ataki S31254 w tych samych warunkach.

Wreszcie, Testy kwaśne ujawniają doskonałą wydajność S31254 w usłudze H₂S do 5 bar, podczas gdy S32205 pokazuje podatność SSC powyżej 1 bar.

5. Produkcja & Spawalność S32205 vs. S31254

Aspekt	S32205	S31254
Zimna praca	Aż do 30% Redukcja grubości	Aż do 50%
Min. Promień zakrętu	3 × grubość (Ograniczenia dupleksu)	2 × grubość
Wejście ciepła spoiny	0.5–1,5 kJ/mm; ryzyko fazy sigma, jeśli >2	1.0–2,5 kJ/mm; Utrzymany austenit opiera się na pękaniu
Wyższenia po sparzeniu	1020 ° C × 30 min	1100 ° C × 15 min
Skrawalność	40 – 50 % z 304 SS; narzędzie zużyte umiarkowane	30 – 40 % z 304 SS; zużycie narzędzia wyżej

W rzeczywistości, S31254 toleruje cięższą pracę na zimno - UP to 50 % redukcja obszaru - do jego austenitycznej plastyczności, podczas gdy S32205 Hardens szybciej, ograniczenie redukcji do 30 %.

Podczas zginania, inżynierowie utrzymują minimalny promień 3 × grubość dla 2205 Aby uniknąć pękania ferrytu; dla kontrastu, S31254 pozwala na mocniejsze zakręty w 2 × grubość.

Spawalniczy 2205 wymaga wejść ciepła między 0.5 I 1.5 KJ/mm w celu zachowania równowagi dupleksu; Nadmierne ciepło (>2 KJ/mm) Ryzyko tworzenia fazy sigma.

Tymczasem, 254 W pełni austenityczna struktura SMO toleruje 2.5 KJ/mm bez pękania.

Po spawaniu, 2205 korzyści z wyżarzania rozwiązań w 1020 ° C dla 30 protokół, podczas gdy S31254 wymaga 1100 ° C dla 15 minuty do ponownego rozwiązywania azotków.

Wreszcie, Testy maszynowości ranking S32205 na 40–50% 304 Szybkość zużycia materiału SS, podczas gdy S31254 działa nieco wolniej (30–40%) i przyspiesza zużycie narzędzi ze względu na jego wysoką zawartość MO.

6. Porównanie metod obróbki cieplnej

Leczenie	S32205	S31254
Wyżarzanie rozpuszczające	1020 ° C × 15–30 min → hartowanie wody	1100 ° C × 10–20 min → hartowanie wody lub powietrza
Ulga stresowa	600–650 ° C × 1 H	650–700 ° C × 1 H
Starzenie się	Unikaj powyżej 300 °C (Ryzyko fazy σ)	Stabilny do 400 °C; Ograniczone starzenie się

Aby przywrócić optymalną równowagę dupleksu w S32205 po utworzeniu lub spawaniu, Metalurgs wykonują wyżarzanie rozwiązań 1020 ° C przez 15–30 minut, a następnie hartowanie wody.

Dla kontrastu, S31254 wymaga wyższej temperatury analicznej roztworu 1100 ° C przez 10–20 minut, z wodą lub gaszeniem powietrza w celu zachowania swojej austenitycznej struktury.

Kiedy stresowanie okaże się konieczne (np., Po ciężkim produkcji), 2205 Wymaga 600–650 ° C przez godzinę, podczas gdy S31254 toleruje 650–700 ° C bez zmian w fazie niepożądanej.

Wreszcie, Badania starzejącego się pokazują, że S32205 może tworzyć szkodliwą fazę sigma, jeśli jest przechowywana powyżej 300 ° C przez przedłużone okresy, podczas gdy S31254 pozostaje stabilny 400 °C, Zmniejszenie potrzeby niskiej temperatury cykli nadprężnych.

7. Zastosowania branżowe S32205 vs. S31254

Petrochemiczny & Platformy offshore:

Inżynierowie określają S32205 dla kurtek i górnych, gdy umiarkowana ekspozycja na chlorek i materia o wysokiej wytrzymałości.

Jednakże, Platformy stojące przed surowym zasoleniem strefy pluszowej pochylone na doskonałej wżerze S31254 i odporności na SCC.

Instalacje odsalania & Obsługa wody morskiej:

W błonach odwrotnej osmozy i rurociąg, S31254S Pren (~ 49) wytrzymuje ciągły kontakt z wodą morską (3.5 WT% NaCl), podczas gdy S32205 (Drewno ~ 35) Funkcje najlepiej w stadiach wody zasilającej o niższym zasoleniu.

Sprzęt do przetwarzania chemicznego:

Wymienniki ciepła radzenie sobie z gorącymi h₂so₄ (10–20% wag.) Favor S31254 za niskie wskaźniki korozji (~ 2 mm/rok).

Odwrotnie, S32205 pasuje do mniej agresywnych usług - takich jak chłodnicy solanki - gdzie jego wyższa wytrzymałość zmniejsza grubość ściany.

Rzeczywiste wydajność:

Modernizacja platformy na Morzu Północnym zastąpiono starzejącą się 2205 pióro z 254 My, cięcie naprawy wżerów przez 80%.

Tymczasem, zakład petrochemiczny zgłasza pięć lat bezproblemowej służby w 3 % HCl z dupleksem 2205 skraplacze.

8. Standardy referencyjne

• ASTM A240/A240M: „Standardowa specyfikacja chromu i chromu-nickel ze stali nierdzewnej, Arkusz, i paskuj na naczynia ciśnieniowe i do ogólnych zastosowań ”
• ASTM A182/A182M: „Standardowa specyfikacja stopionego lub zwiniętego stopu- i kołnierze rur ze stali nierdzewnej, Kute okucia, oraz zawory i części do usługi w wysokiej temperaturze ”
• Oznaczenia UNS: S32205 (dupleks 2205), S31254 (254 My)
• Urodzony MR0175/ISO 15156: „Materiały do ​​stosowania w środowiskach zawierających H₂S w produkcji ropy i gazu”

9. Równoważne oceny

Poniżej znajduje się skompilowana lista wspólnych międzynarodowych odpowiedników dla UNS S32205 (Dupleks 2205) i UNS S31254 (254 My), ułatwianie powiązań między głównymi ciałami standardów.

Uwagi na temat odpowiedników

• Oznaczenie DIN-Na przykład, „1.4462” dla 2205 - pojawia się obok chemicznego symbolu stali (X2CrNiMoN22-5-3), gdzie „22-5-3” oznacza nominalne poziomy CR-ni-mo.
• AFNOR (francuski) Gatunki używają z-precy: „Z3CN22-05-03” odzwierciedla 2205 22 % Kr, 5 % W, 3 % Pon.
• ON (japoński) I Gost (rosyjski) Oznaczenia odzwierciedlają krajowe systemy numerowania; Dołączony „L” w SUS329J4L wskazuje wymagania dotyczące wytrzymałości wpływu w niskiej temperaturze.
• chiński Klasy - 0CR22NI5MO3N i 0CR25NI20MO3CUN - DOSTALNIE ZWIĘKSZONE Z KOMUSIONAMI ONZ, Określanie węgla (0), chrom, nikiel, zawartość molibdenu i azotu.

10. Kompleksowe porównanie S32205 vs. S31254

Aby wprowadzić wszystkie kluczowe różnice w ostrą ulgę, Poniższa tabela podsumowuje chemię, wydajność, Wskaźniki produkcji i kosztów dla UNS S32205 (Dupleks 2205) i UNS S31254 (254 My).

Kryterium	S32205 (Dupleks 2205)	S31254 (254 My)
Struktura fazowa	~ 50 % ferryt / 50 % austenit	100 % austenityczny
Cr - ni - mo - n chemia	22 % Kr, 5 % W, 3 % Pon, 0.14 % N	20 % Kr, 18 % W, 6.5 % Pon, 0.28 % N
Drewno	≈ 35	≈ 49
Siła plonu	450 MPa	300 MPa
Wytrzymałość na rozciąganie	650 MPa	650 MPa
Wydłużenie	25 %	40 %
Charpy Hureth	≥ 150 J @ –40 ° C	≥ 100 J @ –20 ° C
Próg wżerowy	~ 0.8 % NaCl	~ 3.5 % NaCl
Odporność na SCC	≤ 60 °C	≤ 80 °C
Limit usług pełzania	≤ 300 °C	≤ 350 °C
Limit zimnego pracy	30 % Redukcja grubości	50 % Redukcja grubości
Wejście ciepła spoiny	0.5–1,5 kJ/mm (unikać > 2.0)	1.0–2,5 kJ/mm
Rozwiązanie wyżarzanie	1 020 ° C × 15–30 min → hartowanie wody	1 100 ° C × 10–20 min → hartowanie wody lub powietrza
Wskaźnik kosztów	1.0 (opierać)	~ 1.4 (≈ 40 % premia)

Kluczowe wyniki:

1. Siła vs. Korozja: S32205 zapewnia wyższą granicę plastyczności (≈ 450 MPa) i doskonałą wytrzymałość, dzięki czemu jest idealny do części zawierających obciążenie.
   Jednakże, jego opór wżery (Drewno ≈ 35) Ogranicza usługę chlorku do ~ 0.8 % NaCl.
2. Doskonała odporność na korozję: Podwyższony MO i N S31254 49, tolerując wodę morską (3.5 % NaCl) i opierając się SCC do 80 °C, choć na 40 % Wyższy koszt materiału.
3. Łatwość wykonania: W pełni Austenitic S31254 obsługuje głębszą pracę na zimno (50 % zmniejszenie) i szersze okna spawania (aż do 2.5 KJ/mm),
   podczas gdy ocena dupleksu wymaga bardziej precyzyjnego wejścia ciepła, aby utrzymać równowagę fazową.
4. Stabilność termiczna: Możesz uruchomić S31254 w umiarkowanie wyższych temperaturach (aż do 350 °C) bez ryzyka starzenia się, podczas gdy S32205 pozostaje stabilny do mniej więcej 300 °C.

11. Wnioski

S32205 i S31254 zapewniają wyraźne zalety. Rozumiejąc ich chemię, Mikrostruktura, Zachowanie mechaniczne, Wydajność korozji, niuanse wytwarzania, i okna obróbki cieplnej, Inżynierowie mogą poinformować, autorytatywne decyzje.

TEN jest idealnym wyborem dla twoich potrzeb produkcyjnych, jeśli potrzebujesz wysokiej jakości stal nierdzewna odlewy.

Skontaktuj się z nami już dziś!

 

Często zadawane pytania

Jakie czynniki pierwotne regulują wybór między S32205 vs S31254?

W rzeczywistości, inżynierowie ważą wytrzymałość a odporność na korozję. S32205 zapewnia wyższą granicę plastyczności (~ 450 MPa) przy niższych kosztach,

podczas gdy S31254 oferuje doskonałą odporność na wżery (Drewno ≈ 49) i odporność na chlorek-SCC 80 °C.

Czy mogę s31254 na zimno bardziej agresywnie niż S32205?

Tak. W pełni austenityczna struktura S31254 wspiera 50% Redukcja grubości, podczas gdy S32205 Hardens szybciej i zazwyczaj ogranicza ograniczenie zimna do 30% Aby uniknąć pękania.

Jakie środki spawania mają zastosowanie do tych ocen?

Dla S32205, Utrzymaj wejście cieplne między 0.5–1,5 kJ/mm i wykonuj wyżarzanie roztworu na 1 020 ° C w celu przywrócenia równowagi dupleksu.

Dla kontrastu, S31254 toleruje 1.0–2,5 kJ/mm i wymaga 1 100 ° C roztwór -analiza w celu redisolowania azotków.

Który stop jest lepiej w środowiskach kwaśnych?

W służbie H₂s, S31254 odpowiada siarczanowi do szaleństwa 5 bar, podczas gdy S32205 pokazuje podatność SSC powyżej 1 bar.

Dlatego, 254 SMO często staje się preferowanym wyborem dla aplikacji kwaśnych.