製作輸送(sòng)機的新材料:雙相不鏽鋼
隨著輸送機的用途不斷的擴大和輸送物料的多(duō)樣化:如輸送含有機溶劑的物料和含有氯化物及硫化氫的物(wù)料,都需選用雙(shuāng)相不鏽鋼來製作輸送(sòng)機(jī),特(tè)別是:螺旋輸送機(jī)、蛇形(xíng)鏈板機等
雙相不鏽鋼(gāng)概念
雙(shuāng)相不鏽鋼(Duplex StainlessSteel,簡稱DSS),指鐵素體與奧氏體各約占50%,,一般(bān)較少相的含量最少也需要達到 3O%的不鏽鋼。
雙(shuāng)相不鏽鋼誕生和發展
雙相不鏽鋼從 20 世紀 40 年代在美國誕(dàn)生以來,已(yǐ)經發展(zhǎn)到第三代。它的主要特點是屈服強度可達400-550MPa,是(shì)普通(tōng)不鏽鋼的(de)2倍,因此可以節約用材,降低設備製造成本。在抗腐蝕方麵,特別是介質環境比較惡劣(如海水,氯離子(zǐ)含量較高)的條(tiáo)件下,雙相不鏽鋼的抗點蝕、縫隙腐蝕(shí)、應(yīng)力(lì)腐(fǔ)蝕及腐蝕疲勞性能明(míng)顯優於普通的奧氏體不鏽鋼,可以與高合金奧氏體(tǐ)不鏽鋼媲美(měi)。國(guó)外生產(chǎn)雙相不鏽鋼雖然已有八十(shí)多年曆史,但我國在七十年代中期才開始(shǐ)發展雙相(xiàng)不(bú)鏽鋼。
雙相不鏽鋼焊接特性
雙(shuāng)相不鏽鋼具有良好的焊接性能,與鐵素體不鏽鋼及奧(ào)氏體不(bú)鏽鋼相比(bǐ),它既不像鐵素(sù)體不(bú)鏽(xiù)鋼的焊接熱影響區,由於晶粒嚴重粗化而使塑韌性大幅降低(dī),也不像奧氏體不鏽鋼那樣,對焊接熱裂紋比較敏感。
雙相不鏽鋼由於其特殊的優點,廣(guǎng)泛(fàn)應(yīng)用於石油化工設備、海水與(yǔ)廢水處理設備、輸油(yóu)輸氣管線、造紙機械等工業領域(yù),近年(nián)來也被研究用於橋梁承重結(jié)構領域,具有很好的發展(zhǎn)前(qián)景。
雙相(xiàng)不鏽鋼分類
不鏽鋼鋼種很(hěn)多,性能各異,它在發展過程中逐(zhú)步形成了幾大(dà)類(lèi)。
按組織結構分,分為馬氏不鏽鋼(gāng)(包括沉澱硬化不鏽鋼)、鐵素體不鏽鋼、奧氏體(tǐ)不鏽鋼和奧氏體加鐵素體雙相不鏽鋼(gāng)等四大類;
按鋼中的主要化學成分或(huò)鋼中(zhōng)的一些特征元素來分類,分為鉻不鏽鋼、鉻鎳不鏽鋼、鉻鎳鉬不鏽鋼以及(jí)低碳不鏽鋼、高鉬不鏽鋼、高純不鏽鋼等;
按鋼的性能特點和用途(tú)分類(lèi),分為耐硝酸不鏽鋼、耐硫酸不鏽鋼(gāng)、耐點蝕不鏽鋼、耐(nài)應力腐蝕不鏽(xiù)鋼、高強不(bú)鏽鋼等;
按鋼的功能特點分類,分為低溫不鏽鋼、無磁不鏽鋼、易切削不鏽鋼、超塑性不鏽(xiù)鋼等。目前常用(yòng)的分類方法是按鋼的組織結構特點和鋼(gāng)的化學成分特點以及兩者相結合的方法分類。一般(bān)分為馬氏體不(bú)鏽鋼、鐵素體不鏽鋼、奧(ào)氏體不(bú)鏽鋼、雙相不鏽鋼和沉澱硬化型不鏽鋼(gāng)等,或(huò)分為(wéi)鉻(gè)不(bú)鏽鋼和鎳不鏽鋼兩大類。
雙(shuāng)相不鏽鋼的牌號和標準
我國新標準 GB/T 20878-2007《不鏽鋼和耐熱(rè)鋼 牌號及化學成分(fèn)》中加入了許多雙相不鏽鋼牌號。如(rú):14Cr18Ni11Si4AlTi、 022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多的牌號見標準。
另外:著名(míng)的 2205 雙相鋼相當於我國的 022Cr23Ni5Mo3N.。
最後(hòu),一些網頁甚至論(lùn)文將雙相不鏽鋼寫作雙向不鏽鋼是(shì)錯誤的。雙相是指金(jīn)相組織的有兩種,而非方向的“向”。
雙相不鏽鋼性能特點:
由(yóu)於兩相組織的特點,通過正確控製化學成分和熱處理工(gōng)藝,使雙相不(bú)鏽鋼兼(jiān)有鐵素體不鏽鋼和奧氏體不鏽鋼的優點,它將奧氏體不鏽鋼所具有的優良韌性和焊接性與鐵素體不鏽鋼所具有的(de)較高強度和耐氯化物(wù)應力腐蝕性能結合在一起,正是這些優越的性能使(shǐ)雙相不鏽鋼作為可焊接的結構材料(liào)發展迅速,80年代(dài)以(yǐ)來已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不鏽鋼並列的一個鋼類。
(1)含鉬雙相不鏽鋼(gāng)在低應力下(xià)有良好(hǎo)的耐氯化(huà)物應力腐蝕性能(néng)。一般 18-8 型(xíng)奧氏體不(bú)鏽鋼在60°C以上中性氯化物(wù)溶液(yè)中容易發生應力腐蝕斷(duàn)裂,在微量氯(lǜ)化(huà)物及硫化氫(qīng)工業介質(zhì)中用這類不鏽鋼製造的熱交換器(qì)、蒸發器等設備都(dōu)存在著產生應力腐(fǔ)蝕斷裂(liè)的傾向(xiàng),而雙相(xiàng)不鏽鋼卻有良好的抵抗能(néng)力。
(2)含鉬雙相不鏽鋼有良好的耐(nài)孔蝕性能。在具有相同的(de)孔(kǒng)蝕抗力當量(liàng)值(PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%)時,雙相不鏽鋼與奧氏體不鏽鋼的臨界孔蝕電位相仿。雙相不鏽鋼與奧氏體不鏽鋼耐孔蝕性能與AISI316L相當。含25%Cr的,尤其(qí)是含氮的高鉻雙相不鏽鋼的耐孔(kǒng)蝕和縫隙腐蝕(shí)性能超(chāo)過了 AISI 316L。
(3)具有良(liáng)好的耐腐蝕疲勞和(hé)磨損腐蝕性能。在某些腐蝕介質的條(tiáo)件下(xià),適用於製作泵、閥等動力設備。
(4)綜合力學性能好。有較高的強度和疲(pí)勞強度,屈服強度是 18-8 型奧氏體不鏽鋼的 2倍。固溶態的延伸率達到25%,韌性值 AK(V 型槽口)在 100J 以(yǐ)上。
(5)可焊性良好,熱裂傾向小,一般焊前不需預熱,焊後不需熱處理,可與 18-8 型奧氏體不鏽鋼或碳鋼等異種焊接。
(6)含低鉻(18%Cr)的雙相不鏽鋼(gāng)熱加工溫度範(fàn)圍比18-8型(xíng)奧氏體不(bú)鏽鋼寬,抗力小,可不經過鍛造,直接軋(zhá)製開坯生產鋼板。含(hán)高鉻(25%Cr)的雙相不鏽鋼(gāng)熱加工比奧氏體不鏽(xiù)鋼略顯困難,可以生產板、管和絲等產品。
(7)冷(lěng)加(jiā)工時比 18-8 型奧氏體不(bú)鏽鋼加工(gōng)硬化效應大,在管、板(bǎn)承受變形初期,需施加較大應力才能變形。
(8)與奧氏體不鏽鋼相比,導熱係數大,線 膨脹係數小,適合用作設備(bèi)的襯裏和生產複合(hé)板。也適合製作熱(rè)交換器的管芯,換熱效(xiào)率比奧(ào)氏體不鏽鋼高。
(9)仍有高鉻鐵素體不鏽鋼的各種脆性傾向(xiàng),不宜用(yòng)在高於300°C的工作條件。雙相不鏽鋼中(zhōng)含鉻量愈低,σ等脆性相的危害性也愈小。
雙相不鏽(xiù)鋼的用途
用於(yú)煉油、化肥、造紙(zhǐ)、石油、代工等耐海水耐高溫濃硝酸等熱交換器和冷淋器(qì)及器件、耐(nài)有機溶劑的物(wù)料和含有氯化物及硫化氫的物料 的輸送機。
雙相不鏽鋼的主要(yào)代表牌號
DSS 一般可分為四類
低合(hé)金型-代表牌號:UNS S32304(23Cr-4Ni-0.1N)
中(zhōng)合金型-代表牌號:UNS S31803(22Cr-5Ni-3Mo-0.1N)
高合金型-代表牌號(hào):UNS S32550(22Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N)
超級雙相不鏽鋼型(xíng)-標準牌號:UNS S32750(25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N)
低合金型 UNS S32304 不含鉬,在耐應力腐蝕方麵可代替 AISI304 或 316 使用。
中合金型:UNS S31803 的耐蝕性能介(jiè)於 AISI316L 和 6%Mo+N 奧氏體不鏽鋼之間。
高合金型:一般含 25%Cr,還含有鉬各氮,有的還含銅牆(qiáng)鐵壁和鎢,這類鋼的耐蝕性能(néng)高於22%Cr 的雙相不鏽(xiù)鋼超級雙相不鏽鋼型(xíng):含高鉬和氮,有的也含鎢和銅,也適用於苛刻的介質(zhì)條件,具有良好(hǎo)的(de)耐(nài)腐蝕與力學綜合性能,可與超級奧氏體不鏽鋼(gāng)相比美。
常用雙相不鏽鋼理化性能指標
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