2205/2507双相不锈钢的应用分析

1.何为双相不锈钢？

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。

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。

2.双相钢有哪些性能特点？

双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，既有奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性，也有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的性能。

与奥氏体不锈钢相比：

1）屈服强度可达400Mpa ~ 550MPa，是普通奥氏体不锈钢2倍；

2）耐孔蚀性、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能也有明显的改善。

与铁素体不锈钢相比：

1）韧性高，脆性转变温度低，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高；

2）保留了铁素体不锈钢的一些特点，如475℃脆性、热导率高、线膨胀系数小，具有超塑性及磁性等特点。

3.双相不锈钢的分类

1）低合金型：

代表牌号（23Cr-4Ni-0.1N），钢中不含钼，PREN(耐点蚀当量)为24-25，在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用。

2）中合金型:

代表牌号（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN(耐点蚀当量)为32-33，其耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间。

3）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（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），PREN(耐点蚀当量)为38-39，这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的双相不锈钢。

4）超级双相不锈钢型：

标准牌号（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）, PREN(耐点蚀当量)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。

4.双相不锈钢的焊接性

双相不锈钢的焊接性兼有奥氏体钢和铁素体钢各自的优点，并减少了其各自的不足之处。

1）热裂纹的敏感性比奥氏体钢小得多；

2）冷裂纹的敏感性比一般低合金高强钢也小得多；

3）热影响区冷却后，总是保留更多的铁素体，从而增大了腐蚀倾向和氢致裂纹的敏感性；

4）双相不锈钢焊接接头有析出δ相脆化的可能，δ相是Cr和Fe的金属间化合物，它的形成温度范围600～1000℃，不同钢种形成δ相的温度不同；

5）双相不锈钢含有50%的铁素体，同样也存在475℃脆性，但不如铁素体不锈钢那样敏感；

5.双相钢焊接方法的选用

双相钢焊接方法首选TIG焊，然后是焊条电弧焊，采用埋弧焊时应严格控制热输入和层间温度，且应避免大的稀释率。

注意：

采用TIG焊时，宜在保护气体中加入1-2%的氮气（若N超过2%就会增加气孔倾向，且电弧不稳定），以使焊缝金属吸氮（防止焊缝表面区域因扩散而损失氮），有利于稳定焊接接头中的奥氏体相。

6.双相钢焊材的选用

选用奥氏体形成元素（Ni、N等）较高的焊材，以促进焊缝中的铁素体向奥氏体转变。

2205钢多选用22.8.3L的焊条或焊丝，2507钢多选用25.10.4L的焊丝或25.10.4R的焊条。

7.双相钢焊接要点

1）焊接热过程的控制焊接线能量、层间温度、预热及材料厚度等都会影响焊接时的冷却速度，从而影响到焊缝和热影响区的组织和性能。为获得最佳的焊缝金属性能，建议最高层间温度控制在100℃，当焊后要求热处理时可以不限制层间温度。

2）焊后热处理双相不锈钢焊后最好不进行热处理。焊后要求热处理时,所用的热处理方法是水淬。热处理时加热应尽可能快，在热处理温度下的保温时间为5～30min，应该足以恢复相的平衡。在热处理时金属的氧化非常严重，应考虑采用惰性气体保护。

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