双相钢简介
双相钢又称复相钢。由马氏体或奥氏体与铁素体基体两相组织构成的钢。一般将铁素体与奥氏体相组织组成的钢称为双相不锈钢，将铁素体与马氏体相组织组成的钢称为双相钢。双相钢是低碳钢或低合金高强度钢经临界区热处理或控制轧制后而获得。典型的双相钢屈服强度σs为310MPa，拉伸强度σb为655MPa。双相钢用于制造冷冲、深拉成型的复杂构件，也可用作管线钢、链条、冷拔钢丝、预应力钢筋等。
性质：指主要由铁素体相和马氏体相组成的钢。可由低碳钢或低合金钢经临界区处理或控制轧制而得到。这类钢具有高强度和高延性的良好配合，已成为一种强度高、成形性好的新型冲压用钢，成功的用于汽车产业等。
双相钢 - 性能特点
由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，正是这些优越的性能使双相不锈钢作为可焊接的结构材料发展迅速，80年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。双相不锈钢有以下性能特点：
（1）含钼双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。一般18-8型奥氏体不锈钢在60°C以上中性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀断裂，在微量氯化物及硫化氢工业介质中用这类不锈钢制造的热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀断裂的倾向，而双相不锈钢却有良好的抵抗能力。
（2）含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀抗力当量值
（PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%）时，双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿。双相不锈钢与奥氏体不锈钢耐孔蚀性能与AISI 316L相当。含25%Cr的，尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了AISI 316L。
（3）具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。在某些腐蚀介质的条件下，适用于制作泵、阀等动力设备。
（4）综合力学性能好。有较高的强度和疲劳强度，屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的2倍。固溶态的延伸率达到25%，韧性值AK（V型槽口）在100J以上。
（5）可焊性良好，热裂倾向小，一般焊前不需预热，焊后不需热处理，可与18-8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。（6）含低铬（18%Cr）的双相不锈钢热加工温度范围比18-8型奥氏体不锈钢宽，抗力小，可不经过锻造，直接轧制开坯生产钢板。含高铬（25%Cr）的双相不锈钢热加工比奥氏体不锈钢略显困难，可以生产板、管和丝等产品。
（7）冷加工时比18-8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大，在管、板承受变形初期，需施加较大应力才能变形。
（8）与奥氏体不锈钢相比，导热系数大，线膨胀系数小，适合用作设备的衬里和生产
复合板。也适合制作热交换器的管芯，换热效率比奥氏体不锈钢高。
（9）仍有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向，不宜用在高于300°C的工作条件。双相不锈钢中含铬量愈低，σ等脆性相的危害性也愈小。
双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，简称DSS），指铁素体与奥氏体各约占50%，，一般较少相的含量最少也需要达到3O%的不锈钢。
双相钢 - 发展历史
1.国外双相不锈钢的发展与应用
双相不锈钢具有α+γ双相组织结构，因而其性能兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的特性。虽然人们早在1930年代就发现了具有α+γ组织的双相不锈钢比单一奥氏体组织的不锈钢有更好的耐晶间腐蚀性能，20世纪50-60年代又研究出了微细组织的α+γ双相不锈钢强度高，塑性，韧性俱佳且具有超塑性，但是限于冶金工业的发展水平和人们对双相不锈钢的认识水平，1970年以前尚无法解决双相不锈钢相比例的准确控制和焊后热影响区性能严重劣化的缺点，因而在相当长的一段时间内，α+γ双相不锈钢的研究，生产和应用几乎处于停滞状态。1950-1960年以来，由于大量使用的18-8型铬镍奥氏体不锈钢设备、部件、容器、管道等不断受到局部腐蚀，特别是应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、腐蚀疲劳等事故的挑战，人们在寻求解决这些局部腐蚀的新型不锈钢时，对α+γ双相不锈钢又进行了大量研究和重新评价，发现在解决铬镍奥氏体不锈钢对氯化物应力腐蚀等敏感性高和强度不足等方面，而双相不锈钢的确有无比的优越性，同时双相不锈钢焊镍量低，也为稀缺元素镍的节约提供了途径。加之，冶金工业装备、工艺、技术水平的改进和提高，使双相不锈钢化学成分和相比例的难以控制，冷热加工成型工艺和焊接等技术较难掌握的难点得到了极大程度的克服，特别是自1970年开始，用氮合金化的现代双相不锈钢问世，使双相不锈钢的研究、生产与应用进入了一个新的发展阶段并成为了与铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢并列的五大不锈钢之一。
2.我国双相不锈钢的发展与应用
我们国家早在20世纪70年代中期就向第一代双相不锈钢3RE60(00Cr18Ni5Mo3Si2)中加氮（0.08%～0.15%)并加铌，以此解决此钢焊后热影响区呈现单项铁素体组织所导致的耐晶间腐蚀和耐应力腐蚀性能的劣化问题并开发出了固态a/y二相之比近于1的18-5Nb双相不锈钢。同时又向原有的3RE60中加氮0.06%～0.10%，调整了焊接热影响区的两相比例，改进了钢的耐应力腐蚀性能，是此钢在国内获得大量推广与应用。国外也在20世纪70年代开发出了含氮的22%Cr型和80年代的25%Cr型双相不锈钢。随后，含氮的双相不锈钢获得了迅速的发展。
不锈钢钢种很多，性能各异，它在发展过程中逐步形成了几大类。
按组织结构分，分为马氏不锈钢（包括沉淀硬化不锈钢）、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体加铁素体双相不锈钢等四大类；
按钢中的主要化学成分或钢中的一些特征元素来分类，分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等；
按钢的性能特点和用途分类，分为耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强不锈钢等；
按钢的功能特点分类，分为低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢、超塑性不锈钢等。目前常用的分类方法是按钢的组织结构特点和钢的化学成分特点以及两者相结合的方法分类。一般分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化型不锈钢等，或分为铬不锈钢和镍不锈钢两大类。
我国新标准GB/T 20878-2007《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》中加入了许多双相不锈钢牌号。如：14Cr18Ni11Si4AlTi、 022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多的牌号见标准。
另外：著名的2205双相钢相当于我国的022Cr23Ni5Mo3N。
最后，一些网页甚至论文将双相不锈钢写作双向不锈钢是错误的。双相是指金相组织的有两种，而非方向的“向”。
Q345R与SAF2507超级双相钢焊接及质量控制
第 52 卷第 2 期2015 年 4 月化 工 设 备 与 管 道PROCESS EQUIPMENT & PIPING V ol. 52 No. 2Apr. 2015 Q345R 钢是低合金高强度结构钢，是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢材，具有良好的综合力学性能和工艺性能，适合于重要的焊接结构，特别是压力容器。SAF2507为超级双相钢，具有铁素体和奥氏体的双重性，既具有铁素体不锈钢的导热系数大、耐点蚀、缝隙腐蚀及氯化物应力腐蚀的特点，又具有奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀、力学性能、焊接性能良好的特点。本文以Q345R δ=20 mm ，SAF2507超级双相钢δ=20 mm 为例，着重论述Q345R 与SAF2507超级双相钢焊接方法及保证焊接质量的措施。 1 Q 345R ，SAF 2507超级双相钢的特性分析 Q345R 为低合金钢，焊接性良好。其化学成分与力学性能如表1、表2所示。 SAF2507为超级双相钢，铬、镍、钼、氮含量较高，耐蚀性较强与屈服强度高，兼具奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢特点，其化学成分与力学性能见表3、表4。 对比上述表格可得，SAF2507与Q345R 虽然化 Q 345R 与SAF 2507超级双相钢焊接及质量控制 杨平平 （中石化集团南京化学工业有限公司化工机械厂，南京 210048） 摘 要：对国内应用较少、耐蚀性强的SAF2507超级双相钢的特点进行分析，对比Q345R 与SAF2507焊接性，参考异种钢焊接，利用舍弗勒图选取合适焊材。针对Q345R 与SAF2507超级双相钢焊接进行试验分析并归纳其焊接工艺，提出了防止缺陷产生的焊接方法和保证焊接质量的措施。关键词：Q345R ； SAF2507；异种钢焊接；焊接质量；措施 中文分类号：TQ 050.4+1；TH 142 文献标识码：A 文章编号：1009-3281（2015）02-0030-004 收稿日期：2014-07-25 作者简介： 杨平平（1989—），男，江苏南京人，工程师。主要从 事压力容器焊接工艺工作。 学成分相差较大，但其伸长率相近，即其热膨胀性相近。在此基础上进一步对比两者热导率，见表5 。 对比以上数据分析可得，虽然两者热膨胀性相近，但热导率相差较大。焊接过程中若不严格规范控制焊接电流、焊接速度、层间温度等焊接参数，其焊接质量很难得到保证，容易产生裂纹等缺陷。 Q345R 的焊接性分析：Q345R 的可焊性良好，对冷热裂纹不敏感，常温下焊接热影响区一般不易产生淬硬组织。低温焊接时可能会出现脆硬组织，易产生焊接裂纹。因此在低温焊接、厚板焊接时应采取预热措施，防止脆硬组织导致裂纹的产生[2]。
双相不锈钢分类 牌 及标准
双相不锈钢分类、牌号及标准
双相不锈钢一般可分为四类：第一类低合金型，代表牌号UNSS32304，钢中不含钼，PREN：24-25，耐应力腐蚀方面可代替AISI 304或是316使用。第二类中合金型，代表牌号UNSS31803，PREN：32-33耐蚀性能介于AISI316L和6%MO+N奥氏体不锈钢之间。第三类高合金型，一般含25%Cr，还含有钼和氮，有的还含有铜和钨，标准牌号有UNSS32550，PREN：38-39耐蚀性能高于22%Cr双相不锈钢。第四类超级双相不锈钢型，含高钼和氮，标准牌号有UNSS32750，有的也含钨和铜，PREN>40可使用于苛刻的介质条件，具有良好的耐蚀与力学综合性能，可与超级奥氏体不锈钢相媲美。（注：PREN：孔蚀抗力当量值） 化学成分双相钢的最主要合金元素是Cr、Ni、Mo和N。其中Cr、Mo为增加铁素体含量，而Ni、N为奥氏体稳定元素。有些钢种还有Mn、Cu、W等元素。Cr、Ni、Mo能改进抗腐蚀性。在含氯化物的环境中其抗点蚀及裂缝腐蚀的性能特别好。 1．化学成分（％） 表1 牌号 C Cr Ni Mo N P S SAF2205 0.030 21.0-23 4.5-6.5 2.5-3.5 0.08-0.2 0.030 0.030 SA2507 0.030 24.0-26 6.0-8.0 3.0-5.0 0.32 0.035 0.020 2．机械性能双相钢机械性能取决于产品形式及最终热处理，下表列出了规定的极限 表2 项目牌号试验温度℃RP0.2N/mm2RM0.2N/mm2A5% SAF2205 室温450 620 25 100 360 150 335 200 310 250 295 300 285 SA2507 室温550 800 1000 46 100 450 200 400 在-50℃-280℃温度范围同，双相不锈钢具有很好的机械性能，当双相钢长期承受300℃以上高温时，其微观组织会发生变化并导致韧性下降，然而，韧性的降低并不一定对处于工作温度的材料性能产生影响。腐蚀性能跟类似合金含量的奥氏体钢种相比，双相钢和超级双相钢基体材料具有类心抗点蚀和裂纹腐蚀性能，但一般具有极好的抗应力腐蚀有机酸腐蚀的能力。在工业界按照孔蚀抗力当量值PREN来表示抗点蚀等级是众所周知的。 物理性能：双相钢热传导率列于下表中，并与316L相比较。热传导率W/M摄氏率 表3 温度 牌号 SAF2205 SAF2507 AISI316L 20 19 16 15 100 19 17 16 200 21 19 17.5 300 23 20 19 双相不锈钢的热膨胀与碳钢接近，这使双相钢与奥氏体不锈钢相比，具有明显的优势。金相组织我公司使用于西气东输的UNSS31803双相不锈钢的微观组织图如下，其铁素体含量54% 双相不锈钢优势 1、与奥氏体不锈钢相比 1）屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的厚度要比常用奥氏体不锈钢减少30-50%，有利于降低成本。 双丰不锈钢各种产品形式：板材和带材管---焊管和无缝管锻材管件和法兰棒和丝
双相钢的一些知识
双相钢的一些知识 2007-12-10 15:17 双相不锈钢分类、牌号及标准 双相不锈钢一般可分为低合金型、中合金型、高合金型和超级双相不锈钢型四类。常用双相不锈钢牌号和各国牌号的近似值对照如下表： 型号\国家中国美国瑞典德国法国日本 低合金型 00Cr23Ni4N UN23 (SAF2304） SS232 （SAF2304） W．Nr.1.4362 UR35N DP11 中合金型 00Cr18Ni5Mo3Si2 00Cr22Ni5Mo3N UNS S31500 UNS S31803 SS2376(3RE60) SS2377(SAF2205) W.Nr.1.4417 W.Nr.1.4462 UR45N DP1 DP8 高合金型 0Cr25Ni5Mo2 00Cr25Ni7Mo3WCuN UNS S32900 UNS S31260 SS2324(10RE51) W.Nr.1.4460 W.Nr.1.4501 329J1 329J2L 超级双相钢 00Cr25Ni7Mo4N 00Cr25Ni6Mo3CuN UNS S32750 UNS S32550 SS2328(SAF2507) W.Nr.1.4410 W.Nr.1.4507 UR47N+ UR52N+ 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） 00Cr22Ni5Mo3N 0.03 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）
双相不锈钢分类、牌号及标准
双相不锈钢分类、牌号及标准 双相不锈钢一般可分为低合金型、中合金型、高合金型和超级双相不锈钢型四类。 常用双相不锈钢牌号和各国牌号的近似值对照如下表： 型号\国家中国美国瑞典德国法国日本 低合金型00Cr23Ni4N UN23 (SAF2304） SS232 （SAF2304） W．Nr.1.4362 UR35N DP11 中合金型00Cr18Ni5Mo3Si2 00Cr22Ni5Mo3N UNS S31500 UNS S31803 SS2376(3RE60) SS2377(SAF2205) W.Nr.1.4417 W.Nr.1.4462 UR45N DP1 DP8 高合金型 0Cr25Ni5Mo2 00Cr25Ni7Mo3WCuN UNS S32900 UNS S31260 SS2324(10RE51) W.Nr.1.4460 W.Nr.1.4501 329J1 329J2L 超级双相 钢 00Cr25Ni7Mo4N 00Cr25Ni6Mo3CuN UNS S32750 UNS S32550 SS2328(SAF2507) W.Nr.1.4410 W.Nr.1.4507 UR47N+ UR52N+ 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）00Cr22Ni5Mo3N 0.03 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）00Cr18Ni5Mo3Si2 0.03 1.2/ 2.00 1. 4/ 2.00 0.030 0.030 18.0/ 19.0 4.25/ 5.25 2.50/ 2.00 0.05/ 0.10 2．机械性能： 热处理温度℃Ab（MPa）≥As（MPa）≥∮≥布氏洛氏 S32750（SAF2507）00Cr22Ni5Mo3N 1025-1125 水 800 550 15 310 32 S31803（SAF2205） 00Cr22Ni5Mo3N 1020-1100 620 450 25 290 30.5 S31500（3RE60） 00Cr18Ni5Mo3Si2 980-1040 630 440 30 290 30.5 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℃。 双相不锈钢简介 双相不锈钢是指它的微观组织是由铁素体相和奥氏体相二组成的材料，二相各约占50%。在实际使用中其中一相约在40-60%之间较为合适。 根据两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，使双相不锈钢成为一类集优良的耐腐蚀、高强度和易于加工制造等诸多优异性能于一身的钢种。它们的物理性能介于奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢之间，但更接近于铁素体不锈钢和碳钢。双相不锈钢的耐氯化物孔蚀和缝隙腐蚀能力与铬、钼和氮含量有关，其耐孔蚀和缝隙腐蚀能力可以类似于316不锈钢，或者高于海水用不锈钢如6%MO奥氏体不锈钢。所有的双相不锈钢耐氯化物应力腐蚀断裂的能力均明显强于300系列奥氏体不锈钢，而且其强度也大大高于奥氏体不锈钢，同时表现出良好的塑性和韧性。 双丰不锈钢各种产品形式：板材和带材管---焊管和无缝管锻材管件和法兰棒和丝
几种钢化学成分
SKD61钢化学成分（质量分数）： C: 0.32~0.42%、Cr: 4.50~5.50%、Mo: 1.00~1.50%、V: 0.8~1.2%、Si: 0.8~1.2%、Mn: ≤0.50%、S: ≤0.03%、P:≤0.03% S45C碳素钢S45C化学成分 C:0.42~0.48 Si 0.15~0.35 Mn 0.60~0.90 P≤0.030 S≤0.035 Cu≤0.30 Ni≤0.20 Cr≤0.20 cr12mov模具钢的化学成分是什么 碳C ：1.45～1.70 硅Si：≤0.40 锰Mn：≤0.40 硫S ：≤0.030 磷P ：≤0.030 铬Cr：11.00～12.50 镍Ni：允许残余含量≤0.25 铜Cu：允许残余含量≤0.30 钒V ：0.15～0.30 钼Mo：0.40～0. S136模具钢 C：0.25%；Si：0.35%；Mn：0.55%；Cr：13.3%；Mo：0.35%；V：0.35%；Ni：1.35% DC53模具钢的成分含量问题如下： P20化学成分含碳(C)0.28-0.4,硅(Si)0.2-0.8,锰(Mn)0.6-1.0,铬(Cr)1.4-2.0,钼(Mo)0.3-0.55,磷(P)≤0.030,硫(S... skh-51 碳C0.85 硅Si0.30锰Mn0.30 铬Cr4.00 钨W6.30钒V1.80钼Mo5.00钨W6.30钒V1.80钼Mo5.00 Q235B元素含量 碳 C ：≤0.12%~0.20% 硅 Si：≤0.3%锰 Mn：≤0.3%~0.7%硫 S ：≤0.045%磷 P ：≤0.045%铬 Cr：允许残余含量≤0.30%镍 Ni：允许残余含量≤0.30%铜 Cu：允许残余含量≤0.30%
钢铁化学成分
钢号化学成分（%）机械性能（≥） C Si Mn P ≤S ≤ Cr Ni Mo Cu V σ b M Pa σ b M P a δ ％ Ψ ％ HB A K v J 碳钢铸件ZG200- 400 ≤ 0.2 ≤ 0.5 ≤ 0.8 0. 04 0. 04 ≤ 0.3 ≤ 0.30 ≤ 0.2 ≤ 0.30 ≤ 0.05 40 20 2 5 4 3 ZG230- 450 ≤ 0.3 ≤ 0.5 ≤ 0.9 0. 04 0. 04 ≤ 0.3 ≤ 0.30 ≤ 0.2 ≤ 0.30 ≤ 0.05 45 23 2 2 2 3 2 5 ZG270- 500 ≤ 0.4 ≤ 0.5 ≤ 0.9 0. 04 0. 04 ≤ 0.3 ≤ 0.30 ≤ 0.2 ≤ 0.30 ≤ 0.05 50 27 1 8 2 5 2 2 ZG310- 570 ≤ 0.5 ≤ 0.6 ≤ 0.9 0. 04 0. 04 ≤ 0.3 ≤ 0.30 ≤ 0.2 ≤ 0.30 ≤ 0.05 57 30 1 5 2 1 1 5 ZG340- 640 ≤ 0.6 ≤ 0.6 ≤ 0.9 0. 04 0. 04 ≤ 0.3 ≤ 0.30 ≤ 0.2 ≤ 0.30 ≤ 0.05 64 34 1 1 8 1 0 WCA≤ 0.2 5 ≤ 0.6 ≤ 0.7 0. 04 0. 04 5 ≤ 0.5 ≤ 0.50 ≤ 0.2 ≤ 0.30 ≤ 0.03 41 5 ～ 58 5 20 5 2 4 3 5 WCB≤ 0.3 ≤ 0.6 ≤ 1.0 0. 04 0. 04 5 ≤ 0.5 ≤ 0.50 ≤ 0.2 ≤ 0.30 ≤ 0.03 48 5 ～ 65 5 25 2 2 3 5 WCC≤ 0.2 5 ≤ 0.6 ≤ 1.2 0. 04 0. 04 5 ≤ 0.5 ≤ 0.50 ≤ 0.2 ≤ 0.30 ≤ 0.03 48 5 ～ 65 5 27 5 2 2 3 5 低合金钢ZG20Cr Mo 0.1 7～ 0.2 5 0.2 0～ 0.4 5 0.5 0～ 0.8 0. 03 0. 03 0.5 0～ 0.8 0.4 0～ 0.6 46 24 5 1 8 3 2 4 ZG35Cr Mo 0.3 0～ 0.3 7 0.3 0～ 0.5 0.5 0～ 0.8 0. 03 0. 03 0.8 0～ 1.2 0.2 0～ 0.3 74 ～ 88 51 1 2 2 7 ZG40Cr0.3 5～ 0.4 5 0.2 0～ 0.4 0.5 0～ 0.8 0. 03 0. 03 0.8 0～ 1.1 ≤ 0.1 5 63 34 5 1 8 2 6 ≥ 212 ZG15W1 Mo1V 0.1 4～ 0.2 0.1 5～ 0.3 0.4 0～ 0.7 0. 03 0. 03 1.2 0～ 1.7 1.0 ～ 1.2 53 9 34 3 2 3 5 ≥ 140
钢的化学成分
钢的化学成分 合金钢是在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。 合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、等。其中锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体；钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素，只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状态进入固溶体中；铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子状态存在于固溶体中。 钢的性能取决于钢的相组成，相的成分和结构，各种相在钢中所占的体积组分和彼此相对的分布状态。 目前在合金钢中常用的合金元素有：铬(Cr)，锰(Mn)，镍(Ni)，硅(Si)，硼(B)，钨(W)，钼(Mo)，钒(V)，钛(Ti)和稀土元素(Re)等。 铬是合金结构钢主加元素之一，在化学性能方面它不仅能提高金属耐腐蚀性能，也能提高抗氧化性能。当其含量达到13％时，能使钢的耐腐蚀能力显著提高，并增加钢的热强性。铬能提高钢的淬透性，显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，但它使钢的塑性和韧性降低。
锰可提高钢的强度，增加锰含量对提高低温冲击韧性有好处。 镍钢铁性能有良好的作用。它能提高淬透性，使钢具有很高的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍能提高耐腐蚀性和低温冲击韧性。镍基合金具有更高的热强性能。镍被广泛应用于不锈耐酸钢和耐热钢.1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。 3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善
F55 双相钢各国牌号对照
材料牌号：F55 双相钢 美国牌号：S32760 德国牌号：1.4501 一、F55（S32760，1.4501）超级双相不锈钢概述： F55（S32760，1.4501）是一种高合金的超级双相不锈钢，主要应用于各种强腐蚀环境下。F55双相钢强度及抗腐蚀能力较强，主要用于化学加工、石油化工和海底设备。它具有较强的抗氯化物腐蚀能力，较高的导热性和较低的热膨胀系数。较高的铬、钼及氮含量让它具有很高的抗斑蚀、裂隙腐蚀及其他腐蚀能力。F55（S32760，1.4501）双相钢优异的综合性能优于一般的双相钢，例如2205、S31803等。 F55（S32760，1.4501）双相钢能耐各种无机酸以及有机酸，同时其添加的铜元素使它具有卓越的耐非氧化性酸腐蚀能力，F55还耐强碱腐蚀，但是F55（S32760，1.4501）双相钢不适合在长期工作温度300℃以上的情况下使用，因为在此温度以上，材料的韧性会明显下降。二、F55（S32760，1.4501）超级双相不锈钢化学成分：见表-1： 表-1 % 三、F55（S32760，1.4501）超级双相不锈钢物理性能： 1、F55（S32760，1.4501）双相钢密度：8.0g/cm3， 2、F55（S32760，1.4501）双相钢熔点：1400-1450 ℃， 3、F55（S32760，1.4501）双相钢比热(J/kg?K)：460， 4、F55（S32760，1.4501）双相钢电阻率(μΩ?cm)：90.0， 5、F55（S32760，1.4501）双相钢热传导率(W/m?K)：12.8， 四、F55（S32760，1.4501）超级双相不锈钢机械性能： 1、F55（S32760，1.4501）双相钢机械性能：抗拉强度：σb≥750Mpa， 2、F55（S32760，1.4501）双相钢屈服强度σb≥550Mpa： 3、F55（S32760，1.4501）双相钢延伸率：δ≥45%， 4、F55（S32760，1.4501）双相钢硬度：270（HB） 五、F55（S32760，1.4501）超级双相不锈钢材料特性： 1、F55（S32760，1.4501）双相钢可靠的耐腐蚀性能(耐点蚀系数(PREN≥40)*， 2、F55（S32760，1.4501）双相钢极好的耐氯离子点蚀及缝隙腐蚀能力， 3、F55（S32760，1.4501）双相钢极好的耐硫酸性， 4、F55（S32760，1.4501）双相钢优异的含氯离子及酸性(如硫化氢)介质环境下的耐应力腐蚀开裂能力， 5、F55（S32760，1.4501）双相钢耐冲刷腐蚀及腐蚀疲劳， 6、F55（S32760，1.4501）双相钢优良的机械性能和良好的可焊性。 六、F55（S32760，1.4501）超级双相不锈钢主要应用： F55（S32760，1.4501）超级双相钢主要应用：中性氯化物环境，炼油工业，石油化学和化学
钢铁化学成分(1)
钢铁化学成分(1) 机械性能（≥） CSiMnP≤S≤CrNiMoCuVσbMPaσbMPaδ％Ψ％HBAKv J 碳钢铸件 ZG200-400≤0、20≤0、50≤0、800、0 40、04≤0、30≤0、30≤0、20≤0、30≤0、054002002540 30ZG230-450≤0、30≤0、50≤0、900、0 40、04≤0、30≤0、30≤0、20≤0、30≤0、054502302223 25ZG270-500≤0、40≤0、50≤0、900、0 40、04≤0、30≤0、30≤0、20≤0、30≤0、0550******** 22ZG310-570≤0、50≤0、60≤0、900、0 40、04≤0、30≤0、30≤0、20≤0、30≤0、0557******** 15ZG340-640≤0、60≤0、60≤0、900、0 40、04≤0、30≤0、30≤0、20≤0、30≤0、0564******** 10WCA≤0、25≤0、60≤0、700、0 40、045≤0、50≤0、50≤0、20≤0、30≤0、03415～5852052435 WCB≤0、30≤0、60≤ 1、00、0 40、045≤0、50≤0、50≤0、20≤0、30≤0、03485～6552502235 WCC≤0、25≤0、60≤
1、200、0 40、045≤0、50≤0、50≤0、20≤0、30≤0、03485～6552752235 低合金钢ZG20CrMo0、17～0、2 50、20～0、4 50、50～0、800、0 30、0 30、50～0、80 0、40～0、60 4602451830 24ZG35CrMo0、30～0、3 70、30～0、500、50～0、800、0 30、0 30、80～ 1、20 0、20～0、30 740～88051012 27ZG40Cr0、35～0、4 50、20～0、400、50～0、800、0 30、0 30、80～ 1、10 ≤0、15 6303451826≥212ZG15W1Mo1V0、14～0、200、15～0、3 70、40～0、700、0
双相不锈钢基本特性
第一类属低合金型，代表牌号UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），钢中不含钼，PREN值为24-25，在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用。 第二类属中合金型，代表牌号是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN值为32-33，其耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间。 第三类属高合金型，一般含25%Cr，还含有钼和氮，有的还含有铜和钨，标准牌号UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），PREN值为38-39，这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的双相不锈钢。 第四类属超级双相不锈钢型，含高钼和氮，标准牌号UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,有的也含钨和铜,PREN值大于40,可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐蚀与力学综合性能，可与超级奥氏体不锈钢相媲美。国内外主要双相不锈钢牌号的近似对照见表2。 表1 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 Representative Duplex Stainless Steel Types,Main Chemical Analysis and Pitting Resistance Equivalent Number 专业知识分享
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表2 各国主要双相不锈钢牌号的近似对照 Comparison of Main Duplex Stainless Steels Of Different Countries 专业知识分享
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22052507超级双相不锈钢性能规范.doc
编制：韩振猛 审核： 2205、2507双相不锈钢性能规范 双相不锈钢（Duplex Stainless Steel ，简称DSS ），指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。在含C 较低的情况下，Cr 含量在18%~28%，Ni 含量在3%~10%。有些钢还含有Mo 、Cu 、Nb 、Ti 、N 等合金元素。 该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。 一、SAF2205、SAF2507双相不锈钢各国牌号对照表及常用标准 表1.0 二、化学成分 表2.0 化学成分 钢号 C ≤ Mn ≤ Si ≤ S ≤ P ≤ Cr Ni Mo Cu ≤ N SAF2507 0.03 1.2 0.80 0.02 0.035 24.0/26.0 6.0/8.0 3.0/5.0 0.5 0.24/ 0.32 SAF2205 0.03 2.0 1.0 0.02 0.03 21.0/23.0 4.5/6.5 2.5/ 3.5 0.08/0.2 三、力学性能 SAF2507、SAF2205的力学性能，低温冲击性能，高温拉伸性能见表3.0、表4.0、表5.0。 类别 国家 材料牌号 材料标准 国标 美标 SAF2507 超级 双相钢 中国 00Cr25Ni7Mo4N 管材：GB 13296-91、 GB/T 14976-2002、 GB/T 14975-2002 棒材：GB 1220-2007 板材：GB/T 3280-2007 管材：ASTM A789、ASTM A790、 ASTM A1016、ASTM A999、 ASTM A928 棒材：ASTM A276、ASTM A479、 ASTM A484 板材：ASTM A240/A240M-05 美国 UNS S32750 瑞典 SAF2507 德国 W.Nr.1.4410 SAF2205 双相钢 中国 00Cr22Ni5Mo3N 美国 UNS 31803/S32205 瑞典 SAF2205 德国 W.Nr.1.4462
2507超级双相不锈钢
UNS Alloy Designation S32750 G ENERAL S32750 is the most common super duplex alloy.Tubular production at Rath utilizes autogenous fusion welding of continuous strip. The weld is fully cold-worked for subsequent bright solution annealing. The 2507 generic-name results from a nominal 25% Chromium and 7% Nickel composition.Please see the chemical composition table for more information. Most duplex alloys are selected for service because of their excellent stress corrosion cracking (SCC) resistance and room temperature yield strength relative to austenitic stainless steels, specifically austenitic stainless alloys 304,316, and 317. It is the duplex austenite-ferrite structure, which enhances room temperature strength and SCC resistance relative to the common austenitic alloys 304, 316, and 317. The ferrite phase imparts SCC resistance, while the austenite phase retains much of the excellent ductility and formability of the fully austenitic stainless alloys. This micro-structural phase balance has been optimized by Rath’s strip suppliers and is normally maintained within a 30-50% ferrite range. The room temperature yield strength of 2507 is typically double that of conventional austenitic stainless steels. This strength increase is accompanied by slightly reduced ductility or formability. When this significant strength increase is considered, designed section thicknesses and resulting section weight can often be reduced.This can often partially offset any cost increase for the alloy. R AT H M A N U FA C T U R I N G C O., I N C . 2505 FOSTER AVENUE, JANESVILLE, WISCONSIN 53545 U.S.A.PHONE (608) 754-2222 FAX (608) https://www.360docs.net/doc/f2243174.html, S TAINLESS , D UPLEX & N ICKEL ALLOY , T UBING & P IPE T ECHNICAL D ATA S HEET A LLOY 2507S UPER D UPLEX S TAINLESS ALLOY S PECIFICATION C OVERAGE Form ASTM ASME Welded Tubing A789SA789Welded Pipe A790SA790 Forms Below are available from other Producers Bar A479Sheet, Strip, Plate A240 ASME Section VIII, Division 1 Code Case 2047 NACE MR-0175 Microstructure of 2205 tube. The ferrite phase is slightly darker due to the NaOH etch used. Weld is on the lower right of photo.
锻件用钢化学成分
锻件用钢化学成分（熔炼分析）应符合的规定 JB4726-2000 钢号 化学成分% C Si Mn Mo Cr V Nb P S Ni Cu ≤ 20#0.17~0.230.17~0.370.60~1.00—≤0.25——0.0300.0200.250.25 16Mn0.13~0.190.20~0.60 1.20~1.60—≤0.30——0.0300.0200.300.25 35#0.32~0.380.17~0.370.50~0.80—≤0.25——0.0300.0200.250.25 15CrMo0.12~0.180.10~0.600.30~0.800.45~0.650.80~1.25——0.0300.0200.300.25 35CrMo0.32~0.380.17~0.370.40~0.700.15~0.250.80~1.10——0.0300.0200.300.25 1Cr5Mo≤0.15≤0.50≤0.600.45~0.65 4.00~6.00——0.0300.0200.500.25 20MnMo0.17~0.230.17~0.37 1.10~1.400.20~0.35≤0.30——0.0250.0150.300.25 20MnMoNb0.17~0.230.17~0.37 1.30~1.600.45~0.65≤0.30—0.025~ 0.050 0.0250.0150.300.25 14Cr1Mo0.11~0.170.50~0.800.30~0.800.45~0.65 1.15~1.50——0.0250.0150.300.25 12Cr1MoV0.09~0.150.17~0.370.40~0.700.25~0.350.90~1.200.15~0.30—0.0300.0200.300.25 12Cr2Mo1≤0.15≤0.500.30~0.600.90~1.10 2.00~2.50——0.0250.0150.300.25注：对真空碳脱氧钢，允许Si含量小于或等于0.12% 钢号公称厚度 mm 热处理状态 回火温度 ℃≥ 拉伸试验冲击试验硬度 ób MPa ós MPaδ5%试验温度A KV J HB ≥℃≥ 20#≤200N—390-540215242034106~159 16Mn≤300N，N+T600450~60027520031121~178 35# ≤100N—510~670265182024136~200 >100~300N，N+T590490~640245182024130~190 15CrMo ≤300N+T Q+T 620 440~610275202034118~180 >300~500430~600255202034115~178 35CrMo ≤300 Q+T580 620~790440152034185~235 >300~500610~780430152034180~223 1Cr5Mo≤500N+T Q+T 680590~760390182034174~229 20MnMo ≤300 Q+T600 530~70037018034156~208 >300~500510~68035018034136~201 >500~700490~66033018034130~196 20MnMoNb ≤300 Q+T630 620~79047016034185~235 >300~500610~78046016034180~233 14Cr1Mo ≤300N+T Q+T 620 490~660290192041130~196 >300~500480~650280192041128~193 12Cr1MoV ≤300N+T Q+T 680 440~610255192034118~180 >300~500430~600245192034115~178 注：1、根据需方要求，20钢锻件20℃冲击改作0℃冲击，冲击功A KV≥27J 2、当附加保证模拟焊后热处理试样的力学性能时，回火温度可另行规定 注：N——正火Q——淬火T——回火A——退火S——固溶
碳素结构钢化学成分和力学性能(Q235)
碳素结构钢化学成分和力学性能 根据GB 70O一88 1 牌号和化学成分 1.1 钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表1规定。 表1 注：1)Q235A、B级沸腾钢锰含量上限为0.60％。 1.1.1 沸腾钢硅含量不大于0.07％；半镇静钢硅含量不大于0.17％；镇静钢硅含量下限值为0.12% 1.1.2 D级钢应含有足够的形成细晶粒结构的元素，例如钢中酸溶铝含量不小于0.015％或全铝含量不小于0.020％。 1.1.3 钢中残余元素铬、镍、铜含量应各不大于0.30％，氧气转炉钢的氮含量应不大于0.008％。如供方能保证，均可不做分析。 经需方同意.A级钢的铜含量。可不大于0.35％。此时.供方应做铜含量的分析.并在质量证明书中注明其含量。 1.1.4 钢中砷的残余含量应不大于0.080％。用含砷矿冶炼生铁所冶炼的钢。砷含量由供需双方协议规定。如原料中没有含砷.对钢中的砷含量可以不做分析。 1.1.5在保证钢材力学性能符合本标准规定情况下，各牌号A级钢的碳、碓锰含量和各牌号其他等级钢碳、锰含量下限可以不作为交货条件，但其含量(熔炼分析)应在质量证明书中注明。 1.1.6 存供直商品钢锭(包括连铸坯)、钢坯时，供方应保证化学成分(熔炼分析)符合表1
规定·但为保证轧制钢材各项性能；={=合本标准要求.各牌号A、B级钢的化学成分可以根据需方要求进行适当j周整.另订协议。 1.2 成品钢材、商品钢坯的化学成分允许偏差应符合GB 222中表1的规定。 沸腾钢成品钢材和商品钢坯化学成分偏差不作保证。5.2 冶炼方法 钢由氧气转炉、平炉或电炉冶炼.除非需方有特殊要求，并在合同中注明，冶炼方法一般由供方自仃：臭定。 2力学性能 钢材的拉伸和冲击试验应符合表2规定，弯曲试验应符合表3规定。 表2
双相钢及PRE值
双相钢及PRE值 为评价双相不锈钢在氯化物环境中抵抗孔（点）蚀的能力，建立了孔蚀抗力当量值(PRE) PRE=%Cr+3.3×%Mo+16×%N 超级双相不锈钢：是指PREN>40，含25%Cr和高钼（>3.5%），高氮（0.22%～0.30%）的双相钢，主要牌号有UNS S32550(UR52N+)、S32750（SAF 2507)和S32760(Zeron 100)。 特超级双相不锈钢：是指进一步提高钢中的铬、钼、氮含量以获得更高的强度和更加优良的耐蚀性，PRE值近于50的超级双相不锈钢。例如SAF2707 HD 和SAF 3207 HD。 在双相和超级双相不锈钢的发展过程中，遇到的一些物理冶金等问题已经引起了人们的重视。 1、钢中Cr%+Mo%量应大于等于21%，以防止冷加工成型引起马氏体相变而导致钢的（耐蚀）性能下降。国内研究改进型18-5双相不锈钢（Cr+Mo量为21%，N量为0.07%和0.10%时）冷变形量对马氏体生成量以及对钢耐蚀性的影响表明，马氏体的形成和数量的增加会降低此钢的耐应力腐蚀和耐点蚀的性能。 2、为使双相不锈钢耐腐蚀性增加，在提高钢中铬、钼量时，要对Cr%+Mo%大于等于35%后引起的双相不锈钢组织热稳定性下降、金属间相沉淀而导致塑性、韧性、热加工和焊接等工艺性以及耐蚀性的劣化采取必要的防止措施。 3、氮是非常有益的重要元素，但大量氮的加入会引起铬氮化物
的生成并沿晶界析出，从而引起晶间腐蚀等腐蚀损伤和韧性的下降，钢中氮量超出钢的固溶量，在钢凝固过程中由于氮的逸出会造成大量废品；若为了提高氮在钢中的固溶度，加入大量锰，对所引起的形成硫化锰的危害也要加以评估。
S32760超级双相不锈钢管材焊接接头组织及腐蚀原因分析
S32760是在超级双相钢S32750基础上加入W和Cu合金化而成的一种高合金的超级双相不锈钢，使用状态下的组织为铁素体和奥氏体，二者最佳比例为1:1。这样组织比例使S32760超级双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢的双重特征，具有比奥氏体不锈钢更低的热膨胀系数和更高的导热率，它的孔蚀系数（PREN）大于40，具有优异的含氯离子及酸性介质环境下的耐应力腐蚀开裂能力，良好的耐氯离子点蚀及缝隙腐蚀能力，具有良好的耐冲刷腐蚀及腐蚀疲劳，力学性能优异，焊接性能良好。主要应用于石油、天然气、化工以及船舶等领域的腐蚀环境下，成为各种耐腐蚀工业应用领域的理想材料。超级双相不锈钢在实际应用存在焊接问题，焊接接头的组织及其相比例影响焊接接头的力学性能和腐蚀性能。 西安工业大学材料和化工学院的研究者们研究了氩弧焊S32760 双相不锈钢管材焊接接头的组织、相比例和焊缝腐蚀缺陷形貌，并分析了腐蚀的原因，为该材料实际焊接接头组织分析等提供参考。 试验采用8mm壁厚Φ60mm的S32760双相不锈钢管材。化学成分为：ω（C）≤0.030%，ω（Cr）=24～26%，ω（Ni)=6.0～8.0%，ω（Mo)=3.0～4.0%，ω（N)=0.20～0.30%，ω（Cu)=0.5～1.0%，ω（W）=0.5～1.0%，ω（Si）≤1.0%，ω（Mn）≤1.0%，ω（P）≤0.030%，ω（S）≤0.010%。管材的焊接开V形坡口，焊接时用氩弧焊打底，手工电弧焊充填盖面，氩弧焊焊丝牌号为曼斯特ZERON100（ER2594），手工焊焊条牌号为E2594。 试验结果表明：
（1）气体保护焊焊后不进行热处理，S32760双相不锈钢管材焊接接头焊缝组织、热影响区和母材的组织均为奥氏体和铁素体双相组织，焊缝金属的奥氏体含量较多，并有少量的σ相。焊缝金属的奥氏体组织比例为64%，铁素体比例为36%，母材部分奥氏体比例为52%，铁素体比例为48%。双相不锈钢焊接接头熔合区结合良好，焊缝热影响区宽度较小。 （2）焊缝的奥氏体在铁素体晶界形成，向铁素体晶内生长，呈板条状分布，部分奥氏体直接在铁素体晶内析出呈块状分布。 （3）实际焊接时，焊接接头腐蚀试验中出现腐蚀的原因与焊缝接头焊后冷却速度过慢、组织中奥氏体含量过多及析出σ相有关，焊接时应严格控制热输入及其焊接时的层间温度。