常用双相不锈钢牌号与各国牌号对照及耐腐蚀性能Word下载.doc
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UNSS32900
UNSS31260
SS2324(10RE51)
W.Nr.1.4460
W.Nr.1.4501
329J1
329J2L
超级双相钢
00Cr25Ni7Mo4N
00Cr25Ni6Mo3CuN
UNSS32750
UNSS32550
SS2328(SAF2507)
W.Nr.1.4410
W.Nr.1.4507
UR47N
UR52N
二、常用双相不锈钢的性能:
1.化学成分(%)
钢号
C≤
Mn≤
Si≤
S≤
P≤
Cr
Ni
Mo
Cu≤
N
S32750((SAF2507)
00Cr22Ni7Mo4N
0.03
1.20
0.80
0.020
0.035
24.0/
26.0
6.0/
8.0
3.0/
5.0
0.50
0.24/
0.32
S31803(SAF2205)
2.00
1.0
0.02
0.030
21.0/
23.0
4.50/
6.50
2.50/
3.50
0.08/
0.20
S31500(3RE60)
1.2/
1.4/
18.0/
19.0
4.25/
5.25
0.05/
0.10
2.机械性能:
热处理制度℃
Ab(MPa)≥
As(MPa)≥
∮≥
布氏
洛氏
S32750(SAF2507)
1025-1125
水
800
550
15
310
32
1020-1100
620
450
25
290
30.5
980-1040
630
440
30
3.双相不锈钢的连续使用温度范围为-50℃-60℃。
热加工温度应不低于950℃。
4.双相不锈钢(DSS)代表牌号的主要化学成分和孔蚀抗力当量值见下表
双相不锈钢(DSS)代表牌号的主要化学成分和孔蚀抗力当量值
类别
标准
商业牌号
ChemicalAnalysis化学成分1%
孔蚀当量
Type
Sandard
Trademark
C
Cu
W
PREN
PREW
UNSS32304
SAF2304
23
4
0.1
0.2
24
Lowalloy
W.Nr1.4362
UR35N
SS2327
UNSS31803
SAF2205
22
5
2.8
0.15
32/33
Middlealloy
W.Nr1.4462
UR45N
SS2377
UR45N+
22.8
6
3.3
0.18
35/36
UNSS31500
3RE60
18.5
2.7
29
WNr1.4417
A903
UNSS32900
10RE51
0.08
4.5
1.5
W.Nr1.4460
SS2324
AISI329
UR50
0.06
21
7.5
2.5
UNSS32950
Carp7Mo+
27
4.8
1.75
0.25
35
UNSS32550
Ferralium
0.05
3
1.8
37
38
Highalloy
225
UNSS31250
DP3
7
0.16
0.5
6.5
0.22
38/39
W.Nr14507
0.17
VS25
超级DSS
UNSS32760
Zeron100
3.5
0.24
0.7
40
41.5
super
duplex
stainless
W.Nr1.4501
steel
UNSS32750
SAF2507
3.8
0.28
41
W.Nr1.4410
UR47N+
SS2328
UNS.S32550
UR52N+
W.Nr1.4507
UNS.S32740
DP3W
0.27
2
39
42.5
5.双相钢(00CrNi5Mo3N)在海水中的耐蚀特性及阴极保护的必要性
1)腐蚀特性分析
双相钢(00CrNi5Mo3N)在40度以上浓海水中,金属的五种腐蚀类型均有可能发生,包括全面腐蚀、应力腐蚀、晶间腐、蚀点腐蚀以及缝隙腐蚀。
以下按腐蚀类型,说明双相钢(00CrNi5Mo3N)在40度以上浓海水中环境下的耐蚀能力。
(说明:
00CrNi5Mo3N基本与2205双相钢等同,以下不再说明)。
A.全面腐蚀
全面腐蚀(又称均匀腐蚀)是指在整个合金材料表面上以比较均匀的方式所发生的腐蚀现象。
就双相不锈钢(00CrNi5Mo3N)在此方面的应用来讲,其抗全面腐蚀能力基本没有问题。
B.应力腐蚀
机械设备零件在应力(拉应力)和腐蚀介质的联合作用下,将出现低于材料强度极限的脆性开裂现象,导致设备和零件失效,这种现象称为应力腐蚀开裂。
双相不锈钢(00CrNi5Mo3N)因其含有连续稳定的铁素体,不易发生相应腐蚀。
C.晶间腐蚀
沿着材料晶粒间界先行发生的腐蚀,使晶粒之间丧失结合力的局部破坏现象,称为晶间腐蚀。
由于双相不锈钢(00CrNi5Mo3N)的含碳量都很低的缘故,基本不发生晶间腐蚀或者腐蚀程度几乎可以忽略。
D.点腐蚀
图1双相不锈钢2205的点腐蚀与温度及Cl-离子浓度的关系
如果腐蚀仅仅集中在设备的某些特定点域,并在这些点域形成向深处发展的腐蚀小坑,而金属的大部分表面仍保持钝性的腐蚀现象,称为点腐蚀。
由图1可知,仅就点腐蚀而言,双相不锈钢(00CrNi5Mo3N)的点腐蚀与温度及Cl-离子浓度存在一定相关性。
一般认为:
双相钢(00CrNi5Mo3N)则可用于较低离子浓度环境(Cl-低于18g/L),而正常海水中Cl-浓度为19.673g/L(参考:
《海洋手册》,郭琨编著,海洋出版社,1984年),用于滨海电厂的循环水泵,特别是循环水是非直排循环使用情况下,Cl-会反复被富集,其浓度大大超出普通海水中Cl-浓度19.673g/L,同时温度也会高于正常的自然气候下的海水温度。
因此双相钢(00CrNi5Mo3N)存在较大的点蚀可能性,如果使用此材料要引起注意,需要采用阴极保护手段防腐。
E.缝隙腐蚀
图2双相不锈钢(00CrNi5Mo3N)的缝隙腐蚀与温度及Cl-离子浓度的关系
缝隙腐蚀是在电介质溶液中(特别是含有卤素离子的介质),在金属与金属或非金属表面之间狭窄的缝隙内,由于溶液的移动受到阻滞,在缝隙内溶液中氧耗竭后,氯离子即从缝隙外向缝隙内迁移,又由于金属氯化物的水解自催化酸化过程,导致钝化膜的破裂,因而产生与自催化点腐蚀相类似的局部腐蚀。
由于正常海水中Cl-浓度为19.673g/L,从图2可以看出,除SAF2507及254SMO两种不锈钢以外,其他各类型均有可能发生缝隙腐蚀。
工程实际中,海水输送、低压增压泵等设备材质经常为(00CrNi5Mo3N)。
之所以有如此选择,是因为(00CrNi5Mo3N)是较为经济的材质选择(比如工程中不要采用螺纹连接、法兰间采用非金属垫片以阻止产生晶间缝隙)。
但不能排除其发生缝隙腐蚀的可能性。
因此可以得到,在31℃,Cl—离子含量在20g/L的海水中,双相不锈钢(00CrNi5Mo3N)采用阴极保护防护措施是必要的。
2)腐蚀机理分析
在静态条件下,双向不锈钢(00CrNi5Mo3N)的阳极过程出现自钝化现象,阳极溶解受阻,其阴极过程则受到氧的扩散控制。
在流动体系中,双相不锈钢腐蚀的阳极过程依然处于钝化状态,而双相不锈钢腐蚀的阴极过程仍然受到氧的扩散控制。
随着流速的增加,电极表面钝化膜随着流速的变化而溶解速度加快,钝化膜减薄,导致阴极过程氧的传质阻力减小,氧的扩散电流密度逐渐增大,最终造成双相不锈钢流动腐蚀加剧。
从不锈钢耐海洋腐蚀性能PRE(耐点蚀当量)看,根据耐点蚀当量(PRE=%Cr+3.3%Mo+16%N)公式对合金的适用范围进行排序或根据ASTMG48进行临界点蚀或缝隙腐蚀温度试验。
PRE值越高,耐点蚀或缝隙腐蚀的性能越好(见下表)用于空气流动的海水环境温度的合金,通常规定PRE值一般应超过40是保险的。
PRE值低的合金,如304(304L)、316、(国外2205或00CrNi5Mo3N也算进来)合金,海水中使用时一般需要电化学保护措施的。
几种不锈钢耐点蚀当量(PRE)排序
合金
PRE
CCT,F°
304
18
<
304L
316
25.2
27.5
317
2205
33.5
55
2505
37.3
72.5
2507/合金100
75
6%Mo合金
40~45
90
CCT---临界缝隙腐蚀温度
3)采用阴极保护防止点腐蚀和缝隙腐蚀的原理
控制双相不锈钢(00CrNi5Mo3N)腐蚀的主要反应为阴极反应。
而外加电流阴极保护系统正是针对该阴极反应,为双相不锈钢的氧去极化提供电子,从而达到保护的一种方法。
阴极保护的实施,通过铁、铝、锌或电化学辅助阳极把保护对象(00CrNi5Mo3N)阴极极化到-0.6V(甘汞)或0.45V(锌),即可有效地控制缝隙腐蚀和点腐蚀发生。
4)结论
综上所述,31℃,Cl—离子含量在20g/L的海水中使用双相钢(00CrNi5Mo3N材质作为关键设备生产制造的原则料确实存在安全隐患,而外加电流方法针对性强,并且应用效果显著,因此推荐使用外加电流阴极保护方法对(00CrNi5Mo3N双相不锈钢进行保护。
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