双工不锈钢命名规则和普通等级

双工不锈钢是一种不锈钢，具有奥斯丁岩和铁氧体相.

由于其高强度和出色的耐腐蚀性 (特别抗氯离子应激腐蚀性), 它被广泛用于化学工业, 海洋工程, 压力容器, 桥梁建设和其他领域.

普通等级，例如 2205, 2304, 1.4462, S32205, ETC。, 他们的命名规则包含材料组成的逻辑, 性能水平和标准系统.

本文将系统地分析分类方面的双链不锈钢命名方法, 命名规则, 国际标准比较和典型等级分析.

1. 介绍

寻求可以承受越来越积极环境的同时提供结构完整性和经济生存能力的材料的追求，这导致了冶金学的重大进步.

其中, 双工不锈钢 代表着一个重大飞跃, 提供经常超过传统单相不锈钢的属性的协同混合物.

1.1 双链不锈钢的定义

双工不锈钢 (DSS) 是一个不锈钢家族，其特征是两相微观结构，其比例大致相等 (面部中心的立方晶格) 和铁矿 (以身体为中心的立方晶格).

通常, 这种平衡针对 50/50 溶液退火和淬火后的铁氧体/奥斯丁岩比, 虽然实用的范围可能会有所不同 (例如, 40-60% 每个阶段).

通过仔细控制化学成分，可以实现这种双相结构, 主要具有高铬 (通常 19-32%), 适度的镍 (通常 3-8%), 并且经常添加钼 (最多 7.5%) 和氮 (最多 0.4%).

其他元素等锰, 铜, 硅, 钨也可以存在于微调特定特性.

独特的微观结构 双工不锈钢 与传统的奥氏体相比 (例如, 304 不锈钢, 316) 或铁素体 (例如, 430) 不锈钢.

1.2 双面不锈钢的简短历史

发展的发展 双工不锈钢 (DSS) 跨越了将近一个世纪的进化旅程:

• 早期概念 (1930s): 最初的实验双链体等级出现了, 主要作为铸件, 旨在将铁素体力与一些奥氏体利益相结合, 但是面临焊接性和互惠问题.
• 第一代 (第二次世界大战后 - 1960年代): 这些合金, 碳较高，没有故意氮, 由于焊接危险较差和韧性而导致的应用有限.
• 第二代突破 (1970S-1980S): 故意增加 氮 DSS彻底改变了. 氮稳定的奥氏体, 力量提高, 增强的耐腐蚀性, 和批判性, 提高了焊接性. 这个时代看到了成绩的兴起 合金 2205 (美国S31803/S32205), 这成为行业主力.
• 第三代 & 超过 (1980s-tresent):
  • 超级复式: 受攻击性海上需求驱动, CR较高的成绩, 莫, 和n (例如, 合金 2507 - 美国S32750) 开发用于耐腐蚀性 (木材≥40).
  • 精益复式: 为奥氏体等级提供具有成本效益的替代品, 具有较低NI和MO的合金，但与MN和N平衡 (例如, 合金 2304 - 美国S32304) 出现了, 提供良好的强度和适度的耐腐蚀性.
  • 超双链体: 正在进行的发展集中于极端环境的更高合金成绩.

1.3 双链不锈钢的重要性

重要性 双工不锈钢 (DSS) 在现代行业中很重要, 源于其独特且高度优势的属性组合:

• 优越的力量: 双面级别通常提供的屈服强度大约是普通奥氏体不锈钢的两倍 (喜欢 304/316). 这允许通过较薄的材料部分大大减轻结构和组件的重量.
• 优异的耐腐蚀性: DSS表现出对各种形式腐蚀的特殊耐药性, 明显的氯化应力腐蚀破裂 (CSCC) - 奥氏体的常见故障模式 - 对凹痕和缝隙腐蚀的极好抵抗力, 尤其是在钼和超级双工等级中.
• 均衡的韧性和延展性: 虽然在低温温度下与奥斯蒂尼特学不匹配, 双工钢为广泛的服务温度提供了良好的韧性和延展性平衡.
• 良好的焊接性: 现代氮合成的复式等级很容易焊接, 只要遵循适当的程序以维持其关键阶段平衡.
• 成本效益 (生命周期): 尽管最初的材料成本可能高于某些常规不锈钢, 优越的力量 (允许更少的材料) 并增强耐腐蚀性 (导致使用寿命更长并减少维护) 经常做 双工不锈钢 对组件一生的更经济的选择, 特别是在积极的环境中.

这些组合属性使 双工不锈钢 对于在石油和天然气等领域要求应用的必不可少的解决方案, 化学加工, 纸浆和纸, 淡化, 和海洋工程, 传统材料的性能或寿命可能不足.

2. 双链不锈钢的分类

双工不锈钢 成绩不是一个实体，而是一个合金家族.

它们可以根据各种标准进行分类, 最常见的是它们的合金内容 (与耐腐蚀性相关) 或他们的预期用途.

2.1 按组成比例分类 / 耐腐蚀 (木头)

这是分类最普遍的方法 双工不锈钢, 通常与他们的固定抗性等效数字有关 (木头).

较高的pren通常表明对局部点蚀腐蚀的抵抗力更好.

瘦卧式不锈钢:

• 木头: 通常在 22-27.
• 作品: 与标准双链体等级相比，镍和钼含量较低的特征. 经常利用锰并增加氮来稳定奥氏体并增强强度.
• 例子: 美国S32101 (LDX2101®), 美国S32304 (合金 2304), 美国S82011.
• 特性: 与304L/316L奥氏体等级相比，提供更好的强度和应力腐蚀抗性, 具有一般耐腐蚀性通常可与304L相当或稍好. 由于Ni和Mo较低，更具成本效益.
• 目的: 在中等腐蚀的环境中，设计为300系仪的一种经济高效的替代品，而较高的强度是有益的.

标准双工不锈钢:

• 木头: 通常在 30-38 (经常 >32 被用作通用阈值).
• 作品: 含有中等水平的铬 (21-23%), 镍 (4.5-6.5%), 钼 (2.5-3.5%), 和氮.
• 例子: 美国S31803 / S32205 (合金 2205) - 这是使用最广泛的双工级，通常被视为主力.
• 特性: 高强度的优秀组合, 良好的韧性, 良好的焊接性, 并且非常抗性, 缝隙腐蚀, 和氯化应力腐蚀破裂. 在许多方面，明显好于316升.
• 目的: 通用双链体，用于适度至高度腐蚀性环境的广泛应用.

超级双工不锈钢:

• 木头: 通常 ≥40.
• 作品: 较高的铬 (24-27%), 镍 (6-8%), 钼 (3-5%), 和氮 (0.24-0.35%). 有些可能包含钨 (w) 或铜 (铜).
• 例子: 美国S32750 (合金 2507), 美国S32760 (Zeron® 100), UNS S32550 (Faerrali® 255).
• 特性: 提供卓越的强度和出色的耐腐蚀性, 特别是在高度侵略性的含氯化物的环境中, 和对酸气的抵抗 (h₂s).
• 目的: 对于高要求的应用程序，标准双工或奥氏体等级不足, 特别是在海上石​​油和天然气中, 化学加工, 和淡化.

超双层不锈钢 (Ultra Duplex):

• 木头: 通常 >45, 一些定义使用 >48 甚至 >50.
• 作品: 比超级双工更高的合金内容, 推动铬的极限, 钼, 氮, 有时是钨.
• 例子: 美国S32707, 美国S33207.
• 特性: 专为在最激进的环境中的极端耐腐蚀性而设计.
• 目的: 需要最高绩效的利基应用程序, 通常仍在开发或针对非常具体的项目中. 较不可能的可用性和更昂贵.

2.2 通过使用分类 (不太正式, 通常与Pren类别重叠)

虽然基于Pren的分类是主导的, 有时 双工不锈钢 根据其主要申请驱动程序讨论类型:

双链不锈钢用于结构:

• 这通常是指瘦复式或标准的双工等级，在该级别上，它们的高收益强度是关键优势, 允许更轻的结构.
• 例子: 建筑支持, 桥梁, 储罐.

耐腐蚀性使用的双链不锈钢:

• 这主要包含标准双工, 超级复式, 以及因其承受特定腐蚀介质的能力而选择的超双链成绩.
• 例子: 化学加工设备, 离岸组件, 淡化植物.

低温的双工不锈钢:

奥氏体不锈钢通常更适合真正的低温应用.

一些双工成绩, 特别是标准的双链级等级，例如 2205, 保持良好的韧性至-50°C (-60°f) 或略低.

这使它们适合某些铁素体等级太脆弱的低温过程应用.

如果低温条件不是极端, 铁素体等级可能比该范围内的奥氏体等级强.

这种基于用途的分类更具定性，并且通常反映了为应用程序选择特定的双工类别的主要原因.

3. 双工不锈钢的命名规则

命名和名称 双工不锈钢 等级遵循各种国家和国际标准.

了解这些系统对于准确的规范和采购至关重要.

3.1 中国国家标准的命名规则 (GB)

中国人 (GB) 标准通常使用一个结合了反映组成或特征的字母和数字的系统.

用于双工不锈钢, 名称通常以“ S”开头或合并与其UNS号码相关的数字.

类似的成绩的例子 2205: 可能被指定为 S22053 (与UNS S32205对齐) 或特定的GB等级 00CR2NI5MO3N.

00CR22NI5MO3N故障 (近似):

• 00: 表示非常低的碳含量.
• CR22: 〜22％铬.
• NA5: 〜5％镍.
• MO3: 〜3％钼.
• n: 包含氮.

咨询特定的GB标准很重要 (例如, GB/t 20878 对于不锈钢条, GB/t 12771 用于焊接不锈钢管) 用于精确的名称.

3.2 美国标准的命名规则 (ASTM/ASME)

指定不锈钢的最广泛认可的国际系统, 包括 双工不锈钢, 是统一的编号系统 (我们).

美国系统: 双链不锈钢通常用“ S”前缀指定，然后是五位数字.

• “ S”表示不锈钢 (或加热和耐腐蚀的钢).
• 数字经常, 但并非总是如此, 给出一些关于构图的提示, 虽然这不是严格的规则.
• 例子:
  • 美国S31803 (较旧的名称 2205)
  • 美国S32205 (常见的名称 2205, 与S31803相比，组成控制略紧)
  • 美国S32304 (对于精益复式 2304)
  • 美国S32750 (对于超级复式 2507)
  • 美国S32760 (对于另一个超级双工级)

ASTM和ASME标准 (例如, ASTM A240用于板, 床单, 和条; ASTM A789/A790用于无缝和焊接管) 将参考这些Uns号码.

通用商标名称 (例如“ 2205”，“ 2507”，“ LDX2101®,“Zeron®100”) 也被广泛用于行业，但UNS编号是确定的规范.

3.3 欧洲标准的命名规则 (在)

欧洲标准 (在), 例如en 10088 (不锈钢), 使用数值名称和名称的系统.

数值名称 (钢号): 1.xxxx之类的格式.

• 1. 表示钢.
• 下一个数字通常表示主要合金组 (例如, 4 对于不锈钢).
• 以下数字是顺序或编码.
• 例子:
  • 1.4462 (对于双层级等效于UNS S32205 / 2205)
  • 1.4362 (对于瘦的双工级等效于UNS S32304 / 2304)
  • 1.4410 (对于超级双工级等效于UNS S32750 / 2507)
  • 1.4501 (对于另一个超级双工级, 类似于UNS S32760)

名称名称 (钢名):

格式通常以“ x”开头，然后是指示碳含量的数字, 然后，关键合金元素的符号和数字.

• x表示合金钢 (高合金含量).
• x之后的数字除以 100 提供名义碳含量 (例如, X2表示〜0.02％C).
• 化学符号后跟数字表示其百分比.
• 示例 1.4462 (2205): x2crminnan22-5-3
  • x2: 碳含量≤ 0.03% (目标〜0.02％).
  • 克尼蒙: 主要合金元素铬, 镍, 钼, 氮.
  • 22-5-3: CR的名义百分比 (〜22％), 在 (〜5％), 莫 (〜3％). 氮是“ N”所暗示的，但其百分比并不总是在名称部分中明确表示.

3.4 日本标准的命名规则 (他)

日本工业标准 (他) 也有自己的系统来指定不锈钢.

• 不锈钢的JIS名称通常以“ SUS”开头 (钢使用不锈钢).
• 跟随“ sus,”可能有类似于奥氏体的AISI等级的数字 (例如, SUS304, SUS316) 或其他类型的特定名称.
• 为了 双工不锈钢, JIS经常与UNS号码密切采用或保持一致或具有特定的SUS名称.
  • 类似的成绩的例子 2205: SUS329J3L (较旧的名称) 或可能是指 它的S32205 (采用我们).
  • 类似于超级双面级等级的示例 2507: SUS329J4L (较旧的名称) 或可能是指 它的S32750.
    “ L”通常表示低碳. “ J”可以表示日语特定的修改或标准.

在处理国际项目时，了解这些不同的命名惯例至关重要, 全球采购材料, 或解释各种起源的规格.

联合系统通常是最通用的参考点.

4. 双链不锈钢国际标准的比较

虽然联合国系统提供了通用语言, 特定的财产要求, 测试程序, 和交货条件 双工不锈钢 产品以各种国际和国家标准详细介绍.

指定或采购双工, 重要的是要参考相关产品表格标准 (例如, 用于板, 管道, 酒吧).

指定时 双工不锈钢, 明确说明所需的UNS编号和相关产品表格标准 (例如, “根据ASTM A240的双面不锈钢UNS S32205”) 是避免歧义的最佳做法.

5. 分析常见的双链不锈钢等级

一些 双工不锈钢 成绩在工业用途中很重要, 每个都能提供独特的财产和成本平衡. 了解其关键特征对于正确选择至关重要.

• 合金 2205 (美国S31803 / S32205): 主力
  • 类型: 标准双工 (伍德〜35-36).
  • 主要特点: 高力量平衡 (大约. 两倍的316升), 对凹坑的抗药性非常好, 缝隙腐蚀, 和氯化应力腐蚀破裂 (CSCC). 良好的可焊性.
  • 典型用途: 广泛用于油 & 气体, 化学加工, 纸浆 & 纸, 和结构应用.
• 合金 2304 (美国S32304): 精益选项
  • 类型: 精益复式 (伍德〜25-26).
  • 主要特点: 强度高于304L/316L, 良好的CSCC抵抗力. 耐腐蚀性通常与304L相当, 但是双链体的结构益处. 由于NI和MO较低而导致的成本效益.
  • 典型用途: 储罐, 结构件, 热水系统; 中等腐蚀性环境中300系列的austenitics的替代方案.
• 合金 2507 (美国S32750): 超级表演者
  • 类型: 超级复式 (木材≥42.5).
  • 主要特点: 非常高的强度和出色的耐腐蚀性, 特别是在侵略性氯化物环境中 (例如, 海水). 极好的点蚀和CSCC抗性.
  • 典型用途: 在海上苛刻的申请 油 & 天然气行业, 淡化植物, 具有高腐蚀介质的化学加工.

关于高性能奥氏体比较器的重要说明:

将双工成绩与高性能奥氏体不锈钢区分开是至关重要的, 有时会考虑类似应用，但具有不同的微观结构和财产余额:

• 254Smo® (美国S31254 / 在 1.4547): 超奥氏体, 不是双工
  • 主要特点: 伍德〜42-45. 极好的凹坑/缝隙腐蚀性 (与超级双工), 典型的奥氏体的典型形成性和低温韧性. 比超级双工较低的产量强度.
  • 典型用途: 海水系统, 纸浆/纸漂白, 化学加工; 通常是超级双链体的替代方案，高表现性是有益的.
• 1.4435 (修改了AISI 316L): 高纯色奥氏体, 不是双工
  • 主要特点: 伍德〜28-31. 标准316L的耐腐蚀性增强, 铁矿非常低, 通常以高表面饰面质量生产.
  • 典型用途: 制药, 生物技术, 和高纯度食品/饮料应用，需要出色的清洁度和耐腐蚀性.

此简短概述强调了这些密钥的主要特征和应用程序位 双工不锈钢 等级和相关的高性能奥氏体替代品.

用于详细规格, 始终咨询材料数据表.

快速比较双工和奥氏体不锈钢等级

(成本因素是非常近似且高度依赖于市场的).

该分析显示了性质的进展 (而且经常花费) 随着一个人从倾斜到标准到超级双工等级, 还强调了高性能的奥氏体等级，例如254SMO®适合景观.

6. 双链不锈钢的应用区域

高强度的独特组合, 优异的耐腐蚀性 (特别是针对氯化物和CSCC), 合理的韧性使 双工不锈钢 越来越多的苛刻行业中的首选材料:

石油和天然气行业 (上游, 中游, 下游):

• 离岸平台: 管道系统, 结构件, 分离器, 洗涤器, 热交换器 (超级双工喜欢 2507 或S32760很常见).
• 海底设备: 流线, 脐带, 歧管, 圣诞树.
• 陆上处理: 酸气管道 (含有h₂s), 精炼设备.
• LNG终端: 储罐组件, 管道.

化学加工行业 (CPI):

• 坦克和船只: 用于储存和加工腐蚀化学物质, 酸, 和氯化物.
• 管道系统: 运输侵略性液体.
• 热交换器, 反应堆, 和蒸馏柱.
• (等级: 2205, 2507, 以及其他专业的双链/超级双工，具体取决于化学严重程度).

纸浆和造纸业:

• 消化者, 漂白厂设备, 黑酒恢复锅炉.
• (等级: 2205, 精益复式 2304 或LDX2101®的侵略性较低的零件).

淡化植物:

• 高压管道和反渗透中的泵 (ro) 系统.
• 多阶段闪光灯中的蒸发器 (MSF) 和多效蒸馏 (和) 单位.
• (等级: 超级双工喜欢 2507 由于高氯化海水而广泛使用).

海洋产业 和造船:

• 轴, 舵, 螺旋桨.
• 海水冷却系统.
• 化学油轮的货舱.
• 海上风力涡轮机的基础和结构.

水和废水处理:

• 泵, 阀, 腐蚀性水环境中的管道.
• 污泥处理设备.

采矿和矿物处理:

• 设备处理磨料和腐蚀性浆液.
• 浸出罐.

建筑学, 建筑, 和施工:

• 结构成分: 桥梁 (行人和道路), 建筑外墙, 屋顶桁架, 支持高强度和耐腐蚀性的支撑梁 (精益复式和标准双工).
• 游泳池结构和配件: 对氯化水的抗性.
• 沿海结构: 扶手, 支持.

食品和饮料行业:

• 储罐, 管道, 和处理设备 较高的强度或特定耐腐蚀性超出 304/316 是必须的 (例如, 处理盐水, 某些酸性食品). (精益复式通常合适).

污染控制设备:

• 烟气脱硫 (FGD) 系统: 洗涤器, 管道, 以及暴露于含酸性和氯化物的烟气的烟囱.

选择特定的 双工不锈钢 年级 (倾斜, 标准, 或超级) 取决于腐蚀环境的严重程度, 所需的机械强度, 温度条件, 和经济考虑.

7. 双链不锈钢的优点和挑战

双工不锈钢 (DSS) 提供引人注目的好处，但需要仔细考虑其特定特征.

关键优势:

• 优越的力量: 大约是普通仪式的屈服强度的两倍, 实现较轻的设计.
• 优异的耐腐蚀性: 特别是针对氯化应力腐蚀破裂 (CSCC), 点缀, 和缝隙腐蚀 (高级成绩).
• 良好的焊接性 & 韧性: 通过适当的程序, DSS在这些领域提供良好的性能.
• 有利的生命周期成本: 高强度和耐腐蚀可以通过长寿和减少维护来抵消较高的初始材料成本.

关键挑战 & 局限性:

• 温度灵敏度: 不理想的是长时间高温服务 (由于封闭风险，高于〜300-350°C) 或真正的低温应用.
• 更苛刻的制造: 加工, 成型, 与标准的奥氏体钢相比，焊接需要更高的专业技术和控制，因为强度和独特的冶金.
• 更高的初始成本: 由于重要的合金元素 (铬, 在, 莫, n).
• 有害阶段的风险: 不正确的热处理或焊接可能导致互惠.

成功应用 双工不锈钢 涉及利用其优势，同时通过适当的设计缓解这些挑战, 材料选择, 和制造实践.

8. 常问问题: 双相不锈钢

Q1: 是什么使双工不锈钢“双工”?

一个: 它的两相微观结构, 包含大约相等的奥斯丁岩和铁氧体, 赋予它独特的属性.

Q2: 双链体比奥氏体不锈钢强 (例如, 304/316)?

一个: 是的, 双链不锈钢通常具有大约两倍的屈服强度，例如304L或316L.

Q3: 什么是pren，为什么对双工成绩很重要?

一个: 木头 (固定性等效数) 估计基于CR的耐矿化腐蚀的抗性, 莫, 和n内容. 较高的pren表示更好的抵抗力, 对于选择腐蚀服务等级至关重要.

Q4: 都是双链不锈钢磁性的?

一个: 是的. 铁氧体相的存在使它们固有地磁性, 与完全退火的奥氏体不锈钢不同.

Q5: 可以在高温下使用双链不锈钢?

一个: 双工成绩有局限性. 长时间使用〜300-350°C以上 (570-660°f) 可能导致由于有害相降水而导致互惠. 奥氏体或专业合金更适合高温服务.

Q6: 超级双工的主要优势是什么 (例如, 2507) 超过标准双工 (例如, 2205)?

一个: 超级双工等级 (喜欢 2507) 提供明显优质的耐腐蚀性 (特别是在恶劣的氯化物环境中的斑点和缝隙腐蚀) 以及由于铬增加而引起的更高强度, 钼, 和氮含量.

Q7: 什么是“瘦复式”不锈钢?

一个: 这些是更具成本效益的成绩 (例如, 2304, LDX2101®) 镍和钼较低. 他们使用锰和氮来结构和强度, 对于中等腐蚀的环境，提供比304L/316L更好的强度和CSCC电阻.

Q8: 双链不锈钢制造后需要钝化吗?

一个: 它自然形成一个被动层. 制造后彻底清洁通常就足够. 可能针对关键应用指定形式化学钝化或在明显的表面污染后确保最佳耐腐蚀性.

9. 概括

双工不锈钢 (DSS) 是一类精致的材料类, 独特地弥合铁素体和奥斯丁质不锈钢之间的特性差距.

它的标志性双相微观结构, 平衡的铁氧体和奥氏体的混合物, 提供高机械强度的特殊组合, 出色的耐腐蚀性 - 尤其针对氯化应力腐蚀破裂 (CSCC) 和局部点蚀 - 良好的可焊性.

从早期概念变成现代精益, 标准 (例如, 合金 2205), 极好的 (例如, 合金 2507), 甚至超副变体, 这些合金始终满足石油和天然气等关键行业不断增长的需求, 化学加工, 和海洋工程.

有效的利用取决于理解DSS分类 (通常是由Pren Value), 国际命名公约, 以及普通等级的特定属性.

在强度和腐蚀性能方面具有显着优势, 与更简单的奥氏体等级相比.

所以, 对服务条件的全面评估, 机械要求, 制造能力, 生命周期成本对于最佳材料选择至关重要.

本质上, 双工不锈钢 为要求工程挑战提供了强大的解决方案, 巩固其作为耐用的作用, 高性能, 而且在高级材料领域经常在经济上有明智的选择.