1. 介绍
耐腐蚀合金基础的危险合金从近海平台到化学加工植物.
随着服务环境变得更加积极, 选择合适的不锈度证明至关重要.
尤其, 双工 2205 (美国S32205) 和超级杀伤力 254 我们 (美国S31254) 占氯化物的主角, 酸或酸气攻击威胁资产完整性.
最后, 本文提供专业人士, 不锈钢S32205与S31254的数据驱动比较,
结构通过化学指导工程师和指定符, 微观结构, 机械性能, 腐蚀行为, 制造, 热处理, 申请, 和相关标准.
2. 化学组成 & 微观结构
| 元素 | S32205 (2205) | S31254 (254 我们) |
|---|---|---|
| Cr | 22.0–23.0 wt％ | 20.0–22.0 wt％ |
| 在 | 4.5–6.5 wt％ | 17.0–19.0 wt％ |
| 莫 | 2.5–3.5 wt％ | 6.0–7.0 wt％ |
| n | 0.08–0.20 wt％ | 0.24–0.32 wt％ |
| 铜 | 0.50 最大限度 | - |
| Mn | 2.00 最大限度 | 2.00 最大限度 |
| 和 | 1.00 最大限度 | 1.00 最大限度 |
| c | 0.03 最大限度 | 0.02 最大限度 |
此外, S32205大致显示 50/50 铁素体 - 乌斯特式双工微结构, 这赋予了高力量和良好的韧性.
相比之下, S31254形成一个完全由高镍稳定的奥氏体基质 (≈18wt％) 和氮 (到 0.32 wt％).
因此, S31254中的谷物尺寸倾向于在热量下保持均匀, 而2205的双阶段抵抗局部变形.
而且, S31254升高的钼和氮的促进纳入控制并抑制Sigma相的形成, 增强长期耐腐蚀性.
3. 机械性能比较
| 财产 | S32205 | S31254 |
|---|---|---|
| 产生强度 (RP0.2) | 〜450 MPA | 〜300 MPA |
| 抗拉强度 (RM) | 〜650 MPA | 〜650 MPA |
| 伸长 (一个％) | ≥25 % | ≥40 % |
| 减少面积 (z％) | ≥50 % | ≥60 % |
| 影响韧性 (Charpy v) | ≥150j @–40°C | ≥100J @–20°C |
| 蠕变阻力 | 到 300 °C服务 | 到 350 °C服务 |
在室温下, S32205具有较高的产量强度 - 450 MPA与S31254 300 MPA-感谢双链相硬化.
尽管如此, 两种合金达到类似的拉伸强度 (〜650 MPA). 此外, S31254具有更高的延展性 (40 % 伸长) 和减少面积 (60 %), 有助于深度绘画和复杂形成.
在高温下运行时, S31254保持蠕变阻力 350 °C, 而S32205通常将服务限制为周围 300 °C.
最后, 氯化物环境中的疲劳测试揭示了可比的S – N曲线, 尽管S31254由于其均匀的奥氏体基质而显示出高周期疲劳的边缘.
4. S32205 vs的耐腐蚀性. S31254
| 腐蚀模式 | S32205 (木材≈ 35) | S31254 (木材≈ 49) |
|---|---|---|
| 点缀 | 氯化物阈值〜0.8 wt％NaCl | 〜3.5 wt％nacl |
| 裂缝 | 缓和 | 出色的 |
| 氯化物SCC | 50–60°C | 70–80°C |
| 一般的酸性腐蚀 (h₂so₄) | 〜10毫米/年 @ 20 °C | 〜2毫米/年 @ 20 °C |
| 氧化酸 (hno₃) | 好的 | 优越的 |
| 硫化物SCC (SSC) | 在h₂s的风险 > 1 酒吧 | 最少 5 酒吧 |
因为Pren (位点等效数= Cr + 3.3 莫 + 16 n) 与局部腐蚀性相关, S31254 (木材≈ 49) 表现优于S32205 (木材≈ 35).
最后, S31254耐受氯化物的水平 3.5 在环境温度下wt％而不斑点, 然而 2205 周围帽子 0.8 wt％.
而且, S31254抵抗氯化应力腐蚀破裂 (SCC) 到 80 °C, 相比 60 S32205的°C.
此外, 积极的还原酸 (例如。, 10 wt％h₂so₄) 以〜10毫米/年腐蚀S32205, 但是在相同条件下，只有〜2毫米/年攻击S31254.
最后, 酸气测试揭示了S31254在H₂服务中的出色表现 5 酒吧, 而S32205在上面显示SSC易感性 1 酒吧.
5. 制造 & S32205与. S31254
| 方面 | S32205 | S31254 |
|---|---|---|
| 冷工作 | 到 30% 减小厚度 | 到 50% |
| 最小. 弯曲半径 | 3 ×厚度 (双工约束) | 2 ×厚度 |
| 焊接热输入 | 0.5–1.5 kJ/mm; Sigma阶段的风险 >2 | 1.0–2.5 kJ/mm; 维持的奥斯丁岩抵抗破裂 |
| 焊后退火 | 1020 °C× 30 最小 | 1100 °C× 15 最小 |
| 可加工性 | 40 - 50 % 的 304 SS; 工具磨损适中 | 30 - 40 % 的 304 SS; 工具更高 |
实践, S31254容忍更严重的冷工作 - 50 % 区域减少 - 到其奥氏体延展性, 而S32205工作速度更快, 限制减少到 30 %.
在弯曲期间, 工程师保持最小半径 3 ×厚度 2205 避免铁氧体破裂; 相比之下, S31254允许更紧密的弯曲 2 ×厚度.
焊接 2205 需要在 0.5 和 1.5 KJ/mm保留双面平衡; 热量过多 (>2 KJ/mm) 风险是sigma阶段的形成.
同时, 254 SMO的完全奥氏体结构可容忍 2.5 kJ/mm而不会破裂.
焊接后, 2205 解决方案退火的好处 1020 °C 30 分钟, 而S31254要求 1100 °C 15 分钟重新安丝氮化物.
最后, 可加工性测试以40–50％的40–50％排名S32205 304 SS的材料解释率, 而S31254的运行速度较慢 (30–40％) 并加速由于其高MO含量而加速工具磨损.
6. 热处理方法的比较
| 治疗 | S32205 | S31254 |
|---|---|---|
| 解决方案退火 | 1020 °C×15–30分钟→水淬灭 | 1100 °C×10–20分钟→水或空气淬火 |
| 压力缓解 | 600–650°C× 1 h | 650–700°C× 1 h |
| 老化 | 避免以上 300 °C (σ相风险) | 稳定 400 °C; 衰老有限 |
在形成或焊接后恢复S32205中最佳双链平衡, 冶金学家在 1020 °C持续15–30分钟, 然后是水淬火.
相比之下, S31254需要较高的溶液温度 1100 °C持续10-20分钟, 用水或空气淬火以保留其奥氏体结构.
当压力缓解有必要时 (例如。, 沉重的制造后), 2205 需要600–650°C一小时, 而S31254耐受650–700°C，而没有不利相变.
最后, 衰老研究表明，如果在上方保持S32205，则可能形成有害的Sigma相 300 °C长时间, 而S31254保持稳定 400 °C, 减少对低温应力救济周期的需求.
7. S32205与. S31254
石化 & 离岸平台:
工程师指定S32205的夹克和顶部时，当中等氯化物和高强度物质时.
然而, 面对严重飞溅区盐度的平台在S31254上的优势和SCC阻力上.
淡化植物 & 海水处理:
在反渗透膜和管道中, S31254S Pren (〜49) 忍受与海水连续接触 (3.5 wt％naCl), 而S32205 (木头〜35) 在盐度较低的饲料阶段中最佳功能.
化学处理设备:
热交换器处理热h₂so₄ (10–20 wt％) 优惠S31254的低腐蚀率 (〜2毫米/年).
反过来, S32205适合较低的侵略性服务（例如盐水冷却器），其强度较高可降低壁厚.
现实世界的性能:
北海平台改造替换了老化 2205 上升 254 我们, 切地垫维修 80%.
同时, 石化植物报告了五年的无故障服务 3 % HCl带复制品 2205 冷凝器.
8. 参考标准
- ASTM A240/A240M: “铬和铬镍不锈钢板的标准规范, 床单, 和压力容器和一般应用的带状”
- ASTM A182/A182M: “锻造或滚动合金的标准规范- 和不锈钢管法兰, 锻件, 以及高温服务的阀门和零件”
- 未指定: S32205 (双工 2205), S31254 (254 我们)
- 出生于MR0175/ISO 15156: “用于石油和天然气生产中的含H₂的材料”
9. 等效等级
以下是UNS S32205的普通国际等效列表 (双工 2205) 和UNS S31254 (254 我们), 促进主要标准机构之间的交叉引用.
| 材料 | 我们 | 一个/一个din | 名称 | afnor | 他 | Gost | 中国人 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 双工 2205 | S32205 | 1.4462 (x2crminnan22-5-3) | x2crminnan22-5-3 | Z3CN22-05-03 | SUS329J4L | 07X22N5M3 | 0CR2NI5MO3N |
| 超级杀伤力 254 我们 | S31254 | 1.4547 (x1nicrmocu25-20-5) | x1nicrmocu25-20-5 | Z2CNCD25-20 | SUS3107 | 08H25N20M6 | 0CR25NI20MO3CUN |
相同的注释
- DIN名称-例如, 2205的“ 1.4462” - 与钢的化学符号一起出现 (x2crminnan22-5-3), 其中“ 22-5-3”表示名义CR-NI-MO-N水平.
- afnor (法语) 等级使用Z-Refix: “ Z3CN22-05-03”镜像2205 22 % Cr, 5 % 在, 3 % 莫.
- 他 (日本人) 和 Gost (俄语) 名称反映了国家编号系统; SUS329J4L中附加的“ L”表示低温影响韧性要求.
- 中国人 等级-0CR22NI5MO3N和0CR25NI20MO3CUN与UNS组成紧密一致, 指定碳 (0), 铬, 镍, 钼和氮含量.
10. S32205与. S31254
将所有关键差异带入急剧缓解, 下表总结了化学, 表现, UNS S32205的制造和成本指标 (双工 2205) 和UNS S31254 (254 我们).
| 标准 | S32205 (双工 2205) | S31254 (254 我们) |
|---|---|---|
| 相结构 | 〜50 % 铁矿 / 50 % 奥氏体 | 100 % 奥氏体 |
| Cr -ni -mo -n化学 | 22 % Cr, 5 % 在, 3 % 莫, 0.14 % n | 20 % Cr, 18 % 在, 6.5 % 莫, 0.28 % n |
| 木头 | ≈ 35 | ≈ 49 |
| 产生强度 | 450 MPA | 300 MPA |
| 抗拉强度 | 650 MPA | 650 MPA |
| 伸长 | 25 % | 40 % |
| 夏比韧性 | ≥ 150 J @ –40°C | ≥ 100 J @ –20°C |
| 点阈值 | 〜 0.8 % NACL | 〜 3.5 % NACL |
| SCC抗性 | ≤ 60 °C | ≤ 80 °C |
| 蠕变服务限制 | ≤ 300 °C | ≤ 350 °C |
| 冷工作限制 | 30 % 减小厚度 | 50 % 减小厚度 |
| 焊接热输入 | 0.5–1.5 kJ/mm (避免 > 2.0) | 1.0–2.5 kJ/mm |
| 溶液退火 | 1 020 °C×15–30分钟→水淬灭 | 1 100 °C×10–20分钟→水或空气淬火 |
| 成本指数 | 1.0 (根据) | 〜 1.4 (≈ 40 % 优质的) |
关键要点:
- 力量与. 腐蚀: S32205提供更高的产量强度 (≈ 450 MPA) 和出色的韧性, 使其非常适合承载零件.
然而, 它的固定性 (木材≈ 35) 将氯化物服务限制到〜 0.8 % NACL. - 耐腐蚀性: S31254的高高mo和n Boost pren升至≈ 49, 容忍海水 (3.5 % NACL) 并抵抗SCC到 80 °C, 虽然在a 40 % 更高的材料成本.
- 制造便捷: 完全奥氏体S31254支持更深层的冷工作 (50 % 减少) 和更宽的焊接窗户 (到 2.5 KJ/mm),
而双链级需要更精确的热量输入才能保持其相位平衡. - 热稳定性: 您可以在中等较高的温度下运行S31254 (到 350 °C) 没有老化的风险, S32205保持稳定 300 °C.
11. 结论
S32205和S31254分别提供不同的优势. 通过了解他们的化学, 微观结构, 机械行为, 腐蚀性能, 制造细微差别, 和热处理窗, 工程师可以通报, 权威决定.
这 如果您需要高质量的话，是制造需求的理想选择 不锈钢 铸件.
常见问题解答
哪些主要因素控制S32205与S31254之间的选择?
实践, 工程师称重 强度与耐腐蚀性. S32205提供更高的产量强度 (〜450 MPA) 费用较低,
而S31254具有出色的固定性 (木材≈ 49) 和氯化物-SCC对 80 °C.
我可以比S32205更积极地冷冷S31254?
是的. S31254的完全奥氏体结构支持 50% 减小厚度, 而S32205的工作速度更快，通常将冷还原限制为 30% 避免破裂.
焊接预防措施适用于这些等级?
对于S32205, 保持热量输入 0.5–1.5 kJ/mm 并在 1 020 °C恢复双链平衡.
相比之下, S31254公差 1.0–2.5 kJ/mm 并要求 1 100 °C溶液 - 重新溶解氮化物.
合金在酸 - 气环境中的性能更好?
在H₂服务中, S31254抵抗硫化物应力裂缝至大约 5 酒吧, 而S32205在上面显示SSC易感性 1 酒吧.
所以, 254 SMO通常成为酸气应用的首选选择.
