曼彻特公司双相不锈钢资料

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双相不锈钢基本特性

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,MainChemical Analysis and Pitting Resistance Equivalent Number总结总结总结表2 各国主要双相不锈钢牌号的近似对照parison of Main Duplex Stainless Steels Of Different Countries总结总结工业事业部五分厂2008年8月5日总结总结总结总结总结总结总结总结总结双相不锈钢是指不锈钢中同时具有奥氏体和铁素体两种金相组织结构的不锈钢。

不锈钢一般是不锈钢和耐酸钢的总称。

不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢,而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。

不锈钢自本世纪初问世,到现在已有90多年的历史。

不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就,不锈钢的发展为现代工业的发展和科技进步奠定了重要的物质技术基础。

双相不锈钢基本特性

双相不锈钢基本特性

第一类属低合金型,代表牌号UNS S32304(),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(),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(),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(),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,MainChemical Analysis and Pitting Resistance Equivalent Number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工业事业部五分厂2008年8月5日双相不锈钢是指不锈钢中同时具有奥氏体和铁素体两种金相组织结构的不锈钢。

不锈钢一般是不锈钢和耐酸钢的总称。

不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢,而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。

不锈钢自本世纪初问世,到现在已有90多年的历史。

不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就,不锈钢的发展为现代工业的发展和科技进步奠定了重要的物质技术基础。

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。

双相不锈钢材料牌号

双相不锈钢材料牌号

双相不锈钢材料牌号
双相不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性能和高强度的不锈钢材料。

常见的双相不锈钢材料牌号包括:
1. 2205:常用的双相不锈钢材料,含有22%铬和5%镍,并添
加了3%钼。

具有较高的强度和耐蚀性,能够在广泛的工业应
用中使用。

2. S31803:双相不锈钢的一种标准牌号,含有18-20%铬和4-6%镍。

具有较高的耐腐蚀性和强度,常用于化工、海洋工程
和石油行业。

3. S32205:与S31803相似的双相不锈钢材料,含有22%铬和5%镍。

具有优异的耐腐蚀性和机械性能,广泛应用于海洋工程、化工和食品加工等领域。

4. 2507:高合金双相不锈钢,含有25%铬和7%镍,添加了4%钼和0.25%氮等合金元素。

具有较高的抗腐蚀性能和耐久性,
常用于海洋工程、石油勘探和化工设备等。

这些双相不锈钢材料牌号多数基于AISI(美国钢铁协会)标
准命名,其他国家或地区也有类似的命名体系。

不同牌号的双相不锈钢具有不同的化学成分和性能,选择合适的牌号应根据具体应用需求。

双相不锈钢的发展历史

双相不锈钢的发展历史

双相不锈钢的发展历史
(壹佰钢铁网推荐)双相不锈钢组织中铁素体相和奥氏体相各占50%,一般较少相含量最少也需要达到30%。

双相不锈钢的开发始于20世纪30年代,当时是为了解决高碳奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题。

到目前为止,双相不锈钢已经发展到第3代:
1、第1代:以美国在20世纪40年代开发的329型不锈钢为代表,被广泛应用于硝酸装置的热交换器管道。

20世纪60年代中期,瑞典开发了专为提高耐氯化物腐蚀断裂的3RE 60型双相钢(00Cr18Ni5Mo3N),但因碳含量较高,一般用于铸锻件。

2、第2代:20世纪70年代以来,随着二次精炼技术(AOD)、真空精炼技术(VOD)及连铸技术的普及发展,超低碳(w(C)≤0.03%)钢的生产较易实现,00Cr22Ni5Mo3N是第2代双相不锈钢的代表。

该钢种在20世纪70年代由瑞典研制成功,材料牌号为SAF 2205,对应的美国牌号为UNS S31803。

3、第3代:20世纪80年代后期,第3代双相不锈钢开发成功,主要牌号有SAF2507等。

其特点是超低碳、高钼、高氮(w(C)=0.01%~0.02%, w(Mo)=4.0%, w(N)=0.3%),具有优良耐孔蚀性能,其耐点蚀当量PREN大于40。

21世纪,双相不锈钢主要朝两个方向发展:一是节镍,如S32101、S32003钢等,该钢种既有较好的耐腐蚀性,又具有较低的生产成本,能替代304、316不锈钢。

二是更具有耐腐蚀性,如2507、2906超级双相不锈钢等,具有良好的耐点蚀、耐应力腐蚀性能,可替代904L奥氏体不锈钢、镍基合金等。

(壹佰钢铁网推荐)。

双相钢焊接工艺

双相钢焊接工艺

双相钢介绍:所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各占一半,一般最少相的含量也许要达到30%。

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DSS兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。

1、与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的优势如下:(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壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%,有利于降低成本。

(2)具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力,即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力,尤其在含氯离子的环境中。

应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。

(3)在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L 奥氏体不锈钢,而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性,再一些介质中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢,乃至耐蚀合金。

(4)具有良好的耐局部腐蚀性能,与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比,它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。

(5)比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低,和碳钢接近,适合与碳钢连接,具有重要的工程意义,如生产复合板或衬里等。

(6)不论在动载或静载条件下,比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力,这对结构件应付突发事故如冲撞,爆炸等,双相不锈钢优势明显,有实际应用价值。

与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的弱势如下:(1)应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢,例如其使用温度必须控制在25 0摄氏度以下。

(2)其塑韧性较奥氏体不锈钢低,冷,热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。

(3)存在中温脆性区,需要严格控制热处理和焊接的工艺制度,以避免有害相的出现,损害性能。

2、与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的优势如下:(1)综合力学性能比铁素体不锈钢好,尤其是塑韧性,不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。

(2)除耐应力腐蚀性能外,其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。

双相不锈钢S32205介绍

双相不锈钢S32205介绍

双相不锈钢S32205介绍双相不锈钢2205由瑞典AvestaPolarit公司生产,商业牌号是2205CodePlusTow,已纳入ASTM和ASME的A240和A480中,UNS编号为S32205,属于第二代双相不锈钢。

2205CodePlusTow与UNS编号为S31803的同种双相不锈钢2205有所不同,它提高了氮含量的下限,并通过有害金属相析出测试。

2205CodePlusTow具有更高的强度、耐蚀性和焊后冶金稳定性,焊接接头易于获得平衡的两相组织,高氮含量更有效抑制有害金属相的析出,这对焊接是非常有利的。

1材料特性1.1成分特点第二代双相不锈钢一般称为标准双相不锈钢,成分特点是超低碳、含氮,其典型成分为22%Cr+5%Ni+0.17%N(见表1)。

与第一代双相不锈钢相比,2205进一步提高氮含量,增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点蚀性能。

氮是强烈的奥氏体形成元素,加入到双相不锈钢中,既提高钢的强度且不显著损伤钢的塑韧性,又能抑制碳化物析出和延缓σ相形成1.2组织特点双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁素体约各占半数(双相不锈钢2205铁素体含量应为30%~55%,典型值是45%左右),兼有两相组织特征,见图1。

它保留了铁素体不锈钢导热系数大、线膨胀系数小、耐点蚀、缝隙及氯化物应力腐蚀的特点;又具有奥氏体不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点。

图1 2205DSS 板材典型显微组织1.3性能特点在性能上的突出表现是屈服强度高和耐应力腐蚀。

双相不锈钢比奥氏体不锈钢的屈服强度高近1倍,同样的压力等级条件下,可以节约材料。

比奥氏体不锈钢的线性热膨胀系数低,与低碳钢接近。

使得双相不锈钢与碳钢的连接较为合适,这有很大的工程意义。

锻压及冷冲成型性不如奥氏体不锈钢。

2焊接性[1]双相不锈钢2205具有良好的焊接性,焊接冷裂纹和热裂纹的敏感性都较小。

通常焊前不预热,焊后不热处理。

双相不锈钢

双相不锈钢
对于实心气体保护焊焊丝,在保证焊缝金属具有良好耐腐蚀性与力学性能的同时,还应注意其焊接工艺性能, 对于药芯焊丝,当要求焊缝成形美观时,可采用金红石型或钛钙型药芯焊丝,当要求较高的冲击韧度或在较大的 拘束度条件下焊接时,宜采用碱度较高的药芯焊丝。
2.需要掌握双相不锈钢的组织转变规律,熟悉每一个钢种的TTT和CCT转变曲线,这是正确指导制定双相不锈 钢热处理,热成型等工艺的关键,双相不锈钢脆性相的析出要比奥氏体不锈钢敏感的多。
3.双相不锈钢的连续使用温度范围为-50~250℃,下限取决于钢的脆性转变温度,上限受到475℃脆性的限 制,上限温度不能超过300℃。
根据耐腐蚀性、接头韧性的要求不同来选择与母材化学成分相匹配的焊条,如焊接Cr22型双相不锈钢,可选 用Cr22Ni9Mo3型焊条,如E2209焊条。采用酸性焊条时脱渣优良,焊缝成形美观,但冲击韧性较低,当要求焊缝 金属具有较高的冲击韧性,并需进行全位置焊接时,应采用碱性焊条。当根部封底焊时,通常采用碱性焊条。当 对焊缝金属的耐腐蚀性能具有特殊要求时,还应采用超级双相钢成分的碱性焊条。
(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。

ASTMA182F51双相不锈钢材料加工难点攻关

ASTMA182F51双相不锈钢材料加工难点攻关
点攻关总 结如下 ,供大家借鉴 。
1 .材料切削难点分析
A S T M A1 8 2 F 5 1 是美 国 AS T M 标准 的奥 氏体 +铁 素体 双 相 不 锈 钢 ,其 力 学 性 能 为 :最 小 抗 拉 强 度
高压 下 ,该材 料 与其 他 金属 的 亲 和性 强 ,易产 生 粘
切削 深度 的 1 / 3 或更 大 ,硬化 层 的硬 度 比原来 的提高
1 . 4~2 . 2倍 。前 一 次进 给 或前 一 道 工 序 所产 生 的加 工硬 化现 象严重 影 响后续 工序 的顺利 进行 。 ( 2 )切 削力 大 该 材料 在 切 削 过 程 中 塑性 变 形
大 ,其伸 长率超 过 4 5钢 的 1 . 5倍 以上 ,使切 削力 增 加 。同时 ,加 工 硬化 严 重 ,热 强 度 高 ,进 一 步 增 大 了切 削抗 力 ,切 屑 的卷 曲折 断 也 比较 困难 。 因此 加 工该 材料 的切 削力大 。
( 5 )刀 具易 磨 损
切 削该 材料 过 程 中的 亲 和作
用 ,使刀 一屑 间产 生 粘 结 、扩 散 ,从 而使 刀具 产 生 粘结 磨损 、扩 散磨 损 ,致 使刀 具 前 刀面 产生 月 牙 洼 , 切 削刃还 会 形 成 微 小 的剥 落 和 缺 口;加 上 该 材 料 中
体+ 铁素 体双 相不 锈钢 的相对 切 削加 工性 不 足 4 0 %。
的碳 化物 ( 如T i C )微 粒硬 度很 高 ,切 削时直 接 与 刀
参 《 I 5 冷 加 工
. 芰 5 1
u t i t n g ~
I 刀 具
具接触 、摩 擦 ,擦 伤 刀 具 ,还 有 加 硬 化 现 象 ,均 会使刀 具磨损 加剧 。 ( 6 )线 膨胀 系数 大 不锈 钢 的线 膨 胀 系数 约 为 ( 2 ) 刀具 材料 的 选择 选 择 合 适 的 刀 具材 料 是 加工 出高 精度 零 件 的基 础 。双相 不 锈 钢 A S T M A1 8 2 F 5 1 这 种材料 的难加 工特性 ,要 求刀具 材料 应 具有 耐 热性好 、耐磨 性 高 、与被 加 T 材 料 的亲 和 作 用 小 等 特点 。 目前 常 用 的刀 具 材 料 有 高 速 钢 和 硬 质 合 金 。

双相不锈钢性能及锻造

双相不锈钢性能及锻造
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2020/4/24
基本用途
双相不锈钢由于其特殊的优点, 广泛应用于石油化工设备、海 水与废水处理设备、输油输气 管线、造纸机械等工业领域, 近年来也被研究用于桥梁承重 结构领域,具有很好发展前景。
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发展概况
双相不锈钢从20世纪40年代在美国诞生以 来,已经发展到第三代。它的主要特点是 屈服强度可达400-550MPa,是普通不锈钢 的2倍,因此可以节约用材,降低设备制造 成本。在抗腐蚀方面,特别是介质[wiki]环 境[/wiki]比较恶劣(如海水,氯离子含量较 高)的条件下,双相不锈钢的抗点蚀、缝 隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优 于普通的奥氏体不锈钢,可以与高合金奥 氏体不锈钢媲美。
双相不锈钢性 能及法兰锻造
山西管家营法兰锻造集团有限公司 QC攻关小组学习资料 双相不锈钢锻造工艺
1Aຫໍສະໝຸດ 22020/4/24
双相不锈钢定义
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。
元素: 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。
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2020/4/24
双相不锈钢合金元素
双相不锈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。
双相不锈钢法兰,顾名思议,是以双相不锈钢棒材 \钢 锭 或板材之类的为原材料而生产出来的法兰,简称双 相钢法兰。

双相不锈钢设备的制造程序

双相不锈钢设备的制造程序

双相不锈钢设备的制造程序1. 国内外双相不锈钢的简介双相不锈钢的品种很多,最常用的有3种,分别是超低碳的18Cr-5Ni-3Mo、22Cr-5Ni-3Mo、25Cr-7Ni-4Mo三种类型,通常简称1805、2205、2507。

据有关资料介绍,国内从二十世纪八十年代中期开始研制双相不锈钢,现在也有这三种双相不锈钢,但目前已列入国标GB4237《双相不锈钢热轧钢板》GB1220《不锈钢棒》和部标JB4728《压力容器用不锈钢锻件》,又被GB150-98《钢制压力容器》推荐作用的只有00Cr18Ni5Mo3Si2一个牌号。

因1805只须能在较低应力腐蚀和其他腐蚀的场合使用,在重要的场合国外已较少选用。

因此南化机拨的双相不锈钢设备的材料大部分从国外进口。

另外还有两种双相不锈钢,一种是不含钼的23Cr-4Ni型,通常简称2304,因其高强度、低成本、耐应力腐蚀、晶间腐蚀性能较好,用以替代304L和316L。

还有一种是25Cr-7Ni-3Mo型(如日本住友金属的DP12),因其耐尿素溶液腐蚀强于316Lmod,在日本东洋工程公司(TEC)的尿素高压换热器。

国外生产双相不锈钢的公司很多,主要有瑞典的山特维克(SANDVIK)、阿维斯塔(A VESTA)、法国的CLI(CRESOT-LOIRE INDUSTRIE现改名为INDUSTEEL Arcelor Group)、日本的住友金属(DALMINE MANNESMANN V ALLOUREC)等。

国外的双相不锈钢都有各自国家的标准,方便起见,一般还有采用美国ASME标准。

国外双相不锈钢材料商牌号对照表见表1,双相不锈钢的化学成分(按ASME标准规定)见表2,双相不锈钢的机械性能(按ASME标准规定)见表3。

表1 国外双相不锈钢材料商牌号对照表2 双相不锈钢的化学成分(按ASME标准)表3 双相不锈钢的机械性能(按ASME标准)2.1温度限制双相不锈钢在常温下有较高的冲击韧性,但双相不锈钢在300℃以上的环境中持续长时间工作,材料金相组织会发生变化,而导致冲击韧性下降。

双相不锈钢参数对比

双相不锈钢参数对比

1.4462双相钢介绍双相不锈钢(Duplex stainless steel)双相不锈钢是一种铁素体相和奥氏体相共存的不锈钢,同时也是集优良的耐蚀性能、高强度和易于加工制造等诸多优异性能于一身的钢种。

双相不锈钢已经有60多年的历史,世界上第一批双相不锈钢于1930年在瑞典生产出来并用于亚硫酸盐造纸工业。

1968年不锈钢精炼工艺——氩氧脱碳工艺(AOD)的发明,使一系列新的不锈钢的产生成为可能。

AOD工艺带来的诸多进步之一就是合金元素N的添加。

双相不锈钢添加N元素可以使焊接状态下热影响区的韧性和耐蚀性能接近于基体金属的性能,还可以降低有害金属间相的形成速率。

双相不锈钢同奥氏体不锈钢一样,是一种按腐蚀性能排序的钢种,腐蚀性能取决于它们的合金成分。

双相不锈钢一直在不断发展,现代的双相不锈钢可以分为四种类型:1、不含Mo的低级双相不锈钢2304;2、标准双相不锈钢2205(德标1.4462),占双相钢总量的80%以上;3、25%Cr的双相不锈钢,典型代表合金255,可归为超级双相不锈钢;4、超级双相不锈钢,含25-26%Cr,与255合金相比Mo和N 的含量增加。

典型代表钢种2507。

双相不锈钢中的合金元素主要是Cr铬、Mo钼、N氮、Ni 镍,它们在双相钢中的作用如下:1、Cr铬钢中最少含有10.5%的Cr才能形成保护钢不受大气腐蚀的稳定的钝化膜。

不锈钢的耐蚀性能随Cr的含量提高而增强。

Cr是铁素体元素,它可以使具有体心立方晶格的铁组织稳定,也可以提高钢在高温下的抗氧化能力。

2、Mo钼Mo与Cr协同作用能提高不锈钢的抗氯化物腐蚀的能力。

Mo在氯化物环境下的抗点蚀和缝隙腐蚀的能力是Cr的3倍(参见CPT公式)。

Mo是铁素体形成元素,同样能促进形成金属间相。

因此,通常奥氏体不锈钢中Mo含量小于7.5%,双相钢中小于4%。

3、N氮N元素可增加奥氏体和双相不锈钢的抗点蚀和缝隙腐蚀的能力,并可以显著地提高钢的强度,它是固溶强化最有效的一个元素。

双相不锈钢S32205介绍

双相不锈钢S32205介绍

双相不锈钢S32205介绍双相不锈钢2205由瑞典AvestaPolarit公司生产,商业牌号是2205CodePlusTow,已纳入ASTM和ASME的A240和A480中,UNS编号为S32205,属于第二代双相不锈钢。

2205CodePlusTow与UNS编号为S31803的同种双相不锈钢2205有所不同,它提高了氮含量的下限,并通过有害金属相析出测试。

2205CodePlusTow具有更高的强度、耐蚀性和焊后冶金稳定性,焊接接头易于获得平衡的两相组织,高氮含量更有效抑制有害金属相的析出,这对焊接是非常有利的。

1材料特性1.1成分特点第二代双相不锈钢一般称为标准双相不锈钢,成分特点是超低碳、含氮,其典型成分为22%Cr+5%Ni+0.17%N(见表1)。

与第一代双相不锈钢相比,2205进一步提高氮含量,增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点蚀性能。

氮是强烈的奥氏体形成元素,加入到双相不锈钢中,既提高钢的强度且不显著损伤钢的塑韧性,又能抑制碳化物析出和延缓σ相形成1.2组织特点双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁素体约各占半数(双相不锈钢2205铁素体含量应为30%~55%,典型值是45%左右),兼有两相组织特征,见图1。

它保留了铁素体不锈钢导热系数大、线膨胀系数小、耐点蚀、缝隙及氯化物应力腐蚀的特点;又具有奥氏体不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点。

图1 2205DSS 板材典型显微组织1.3性能特点在性能上的突出表现是屈服强度高和耐应力腐蚀。

双相不锈钢比奥氏体不锈钢的屈服强度高近1倍,同样的压力等级条件下,可以节约材料。

比奥氏体不锈钢的线性热膨胀系数低,与低碳钢接近。

使得双相不锈钢与碳钢的连接较为合适,这有很大的工程意义。

锻压及冷冲成型性不如奥氏体不锈钢。

2焊接性[1]双相不锈钢2205具有良好的焊接性,焊接冷裂纹和热裂纹的敏感性都较小。

通常焊前不预热,焊后不热处理。

双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)介绍

双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)介绍

给水管材---薄壁不锈钢管双相不锈钢2205的用途:用于炼油, 化肥,造纸,石油,化工等耐海水耐高温浓硝酸等的热交换器和冷淋器及器件。

双相不锈钢的主要代表牌号DSS一般可分为四类:低合金型--代表牌号是UNS S32304(23Cr-4Ni-0.1N)PREN值24~25中合金型--代表牌号是UNS S31803(22Cr-5Ni-3Mo-0.15N),PREN 值32~33高合金型--标准牌号有UNS S32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N),PREN 值38~39超级双相不锈钢型--标准牌号有UNS S32750(25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N),PREN值>40(※ PREN 耐孔蚀指数PREN=Cr%+3.3×Mo%+16×N%)低合金型UNS S32304不含钼, 在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用.中合金型UNS S31803的耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间.高合金型,一般含25%Cr,还含有钼和氮,有的还含有铜和钨,这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的双相不锈钢.超级双相不锈钢型,含高钼和氮,有的也含钨和铜, 可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐腐蚀与力学综合性能,可与超级奥氏体不锈钢相比美.代表牌号的主要化学成分━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━从表中可以看出: S 32205是由S31803派生出的钢种, 在ASTM A 240/240M-99a标准中是在1999年才纳标的,它的Cr、Mo和N元素的区间都比较窄,容易达到相的平衡(即两相约各占一半), 改善了钢的强度,耐腐蚀性和焊接性能,多用于性能要求较高和需要焊接的材料,如油气管线等.4. 双相不锈钢的发展动向值得关注的是低合金含锰双相不锈钢的开发. 近十年来有关国家如美国,南非等研究以锰代镍双相不锈钢的开发,但除铸件外,所开发的新钢种多具有介稳的奥氏体,藉冷变形后马氏体的转变提高强度,很难作焊接件使用,也很难适应某些环境,例如会产生应力腐蚀的环境,这样使用很局限.近年瑞典开发的低锰低镍双相不锈钢则比较成熟,目标明确,为了节镍以取代用途很广的304,甚至可能代替价格与304相当,目前使用并不广的2304双相不锈钢,具有实际推广的价值,值得注意.瑞典Avesta Polarit AB开发的LDX 2101 双相不锈钢(21.5%Cr, 5%Mn, 1.5%Ni, 0.22%N), 由于提高了钢中的氮,获得了稳定的奥氏体,相的平衡与组织稳定性都较好,对金属间相的析出不敏感,在析出最敏感的温度650℃,保温10h后的冲击值才降至50J,其组织稳定性较2205钢好。

22Cr双相不锈钢组织-性能及其焊接技术研究

22Cr双相不锈钢组织-性能及其焊接技术研究

40%~70%,奥氏体占60%~30%)。一般称为的“双相不锈钢”是指后者,即铁素
体.奥氏体型双相不锈钢,本论文所述的双相不锈钢即属于这种。 铁素体一奥氏体型双相不锈钢按化学成分通常可分为四类,分别为低合金型、中合金
型、高合金型和超级型。表1.2为我国这四类双相不锈钢的牌号与化学成分,表1.3为
国际上近似对应的四类双相不锈钢的代表牌号和典型化学成分…。
18/】9 5.5,6.5 0.06/o.1 2.5/3.0
21陀3
5.5,6 5 0.06/0.1 2.5/3.0
23/26 4.5,5.5 0.06/o.1 1.5,2.5
23陀8
3.0/8.0 0.06/o.1 2.5/3.5
24/26 24,27
25 25
6.6/7.4 0.06/0.1 2.75,3.25 W:0.2/0.4
类型
主要牌号
表卜T 中国双相不锈钢的类型、牌号和主要化学成分
化学成分o(wt%)

si
~如
Cr
Ni

Mo
其它
低合 金型
00Cr2孙n4N
Oocl21N话n
00C121N舐
50.03
1丑.5
!,。.08 1抑.08
虫_09/0.14 1抑.08
00CrI卧彤M03Si2 _tO.03 I.3/2.0
中合 00Crl8Ni5M03Si2Nb !∞.03 金型 00C12:孙n5M03N !田.03
SS2327
UNS.S31803 WNrl.4462
SS2377
商业牌号
SAF2304 UR35N SFA2205 UR45N UR45N+
主要化学成分(wt.%1

英国曼彻特焊材

英国曼彻特焊材

英国曼彻特焊材
英国METRODE镍基合金焊接材料
曼彻特拥有完整的优质镍基合金焊接材料系列,充分满足大量高精尖工业制造的需求。

本系列焊接材料的设计成分优化了产品的焊接工艺和焊缝金属的使用性能,广泛适用于高温、高腐蚀及超低温的使用环境以及异种材料接头的焊接。

曼彻特镍基合金焊接材料所适用的母材不但包括所以著名的专用合金,诸如Inconels,Incloys,Hastelloys,Nicrofers;而且还包括一些新近开发的合金,如617和59类合金等;本节还包括一些适合有色金属的焊接材料,如纯镍、铜镍和蒙乃尔合金等,下表列出了手工电弧焊条,用于TIG,MIG和埋弧焊接的实芯焊丝。

1.
•说明及中碳低合金钢焊条
•Cr-Mo耐热钢
•Mn-Mo低合金钢
•低合金高强钢
2.不锈钢焊接材料:
•马氏体和铁素体不锈钢
•奥氏体和超奥氏体不锈钢
•309L,309Mo和310类不锈钢
•双相和超双相不锈钢
3.高温合金焊接材料:
•高碳300系列不锈钢焊材
•高碳奥氏体合金(包括330,800,HP40等)4.镍基合金焊接材料:
•182类合金
•625类合金
•C类合金
•特种镍基合金
•不含铁的镍基合金
5.维修和补焊焊接材料:
•铸铁
•异种金属焊接
•铜合金焊材
•铝焊丝
•硬面堆焊焊材
•模具维修焊条。

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METRODE PRODUCTS LIMITED HANWORTH LANE CHERTSEY SURREY KT16 9LL UKDUPLEX & SUPERDUPLEX FERRITIC-AUSTENITIC STAINLESS STEELSCONTENTSPage 1. 2. 3. 4. 5. 6 7 8 8a 8b 8c 8d Introduction Base Materials Consumables Welding Guidelines Properties IIW Position Statement on Ferrite Project References Links to Appendices Data Sheets Weld Procedures Welding Guidelines Application Studies 2 3 4-6 7 8 16 - 17 18 19©Metrode Products LimitedPage 1Website Special Issue – 03/03 rev 1DUPLEX & SUPERDUPLEX FERRITIC-AUSTENITIC STAINLESS STEELSFor structural applicationsFor Offshore applicationsFor general fabrication1.INTRODUCTION Duplex and superduplex stainless steels are currently finding widespread use for a range of applications. The excellent combination of strength and corrosion resistance has proved to be invaluable, especially in the offshore and chemical industries. The more widespread application of duplex and superduplex stainless steels is rapidly increasing into areas of general fabrication, where it is replacing standard austenitic stainless steels such as 316L. The different industry sectors and applications each have their own welding consumable requirements. For this reason the range of consumables available is relatively large, each consumable having particular attributes. For example, in the offshore industry, where fixed pipe welding is prevalent and relatively stringent impact requirements are imposed, the 2205XKS, Zeron 100XKS, 2507XKS and Supercore 2205P are used. In general fabrication where ease of use and cosmetic appearance are important, with less emphasis on impact properties, Ultramet 2205 and Ultramet 2507 will be preferred. There is also an entirely separate area of use, covering casting repairs which will be subsequently solution annealed, where lower nickel, matching composition, consumables are sometimes used. The Metrode product range has consumables for the MMA(SMAW), TIG (GTAW), MIG (GMAW), FCAW and SAW processes which cover all of the potential applications. This Technical Profile covers not only the extensive range of Metrode consumables for duplex and superduplex materials, but also the practical aspects of welding these steels. The important features of weld procedure qualification – corrosion (G48A), impact properties, hardness and microstructure – are discussed and the procedural controls required to achieve the optimum properties are examined. Weld procedure records of successful procedures are provided together with the typical properties achieved. This information is intended to give sufficient guidance to enable weld procedures to be successfully carried out.©Metrode Products LimitedPage 2Website Special Issue – 03/032.BASE MATERIALS There is a wide range of base materials that can be broadly grouped into duplex and superduplex alloys. There are many, essentially equivalent, materials from many different manufacturers. Tables 1, 2 and 3 list the main base material specifications for wrought and cast duplex and superduplex along with nominal composition and examples of the proprietary alloys available.Table 1:UNS NoS32304 S31803 S32205 S32550 S31260(1)Wrought alloys – standard duplex stainless steelsEN 100881.4362 1.4462 1.4462 1.4507 -Cr 23 22 23 25 25Ni 4 5 6 6.5 7Mo 0.1 2.8 3 3 3Cu 1.5 0.5W 0.3N 0.10 0.15 0.18 0.16 0.16PREN * 24 32/33 35 38/39 37Examples of proprietary materials SAF 2304 (Sandvik/Avesta) UR35N (CLI) UR45N (CLI) SAF 2205 (Sandvik/Avesta) 2205 (Avesta) UR45N+ (CLI) Ferralium 255 (Meighs) DP3 (Sumitomo)(1)(1)UNS S32205, a variant of S31803 with analysis restricted to the upper range.Wrought alloys – superduplex stainless steelsEN 10088 1.4501 1.4410 1.4507 Cr 25 25 25 26 Ni 7.5 7 7 7 Mo 3.5 3.8 3.1 3.5 Cu 0.7 1.5 W 0.7 2 N 0.23 0.25 0.25 0.26 PREN * 40 42 40 40 Examples of proprietary materials Zeron 100 (Weir) SAF 2507 (Sandvik/Avesta) DP3W (Sumitomo) UR52N+ (CLI) Ferralium SD40 (Meighs)Table 2:UNS No S32760 S32750 S39274 S32550*PREN = PREW =Pitting Resistance Equivalent based on:Cr + 3.3Mo + 16NCr + (3.3Mo + 0.5W) + 16N includes the role of tungsten alloyingTable 3:UNS No J92205 J93370 J93380 J93404Cast alloys – duplex and superduplex stainless steelsDIN 1.4515/1.4517 1.4508 1.4469 ASTM A890 4A 6A 5A Equivalent wrought alloyS31803 / S32205 S32550 S32760 S32750©Metrode Products LimitedPage 3Website Special Issue – 03/033.CONSUMABLES Tables 4 and 5 summarise the Metrode range of duplex and superduplex welding consumables. Full data sheets for these products are presented in Appendices 1-3.Table 4: Filler materials for welding 22%Cr duplex stainless steels Wrought CastParent materialUNS S32304 & S31803Filler material Final condition TIG / MIG Filler wireUNS J92205 & J93370 Matching analysis * Solution annealed (1120°C + WQ)Overmatching analysis As-weldedER329N 1.6, 2.4 & 3.2mm ø: TIG 1.2mm MIG & Mechanised/Orbital TIG PREN: 35 min SUPERMET 2205 Rutile coated General purpose: downhand 2.5 – 5.0mm ø PREN: 38 ULTRAMET 2205 Rutile coated AWS: E2209-16 All-positional: structural 2.5 – 4.0mm ø PREN: 35 min 2205XKS Basic coated (maximum weld toughness) AWS: E2209-15 All-positional: pipework 2.5 – 5.0mm ø PREN: 35 min SUPERMET 2506 Rutile coated Downhand welding and repair of castings 2.5 – 5.0mm ø PREN: 36MMA ElectrodesSUPERMET 2506Cu Rutile coated AWS: E2553-16 Downhand welding and repair of Cu-bearing alloy castings 2.5 – 5.0mm ø PREN: 38Flux Cored Wire (FCAW)SUPERCORE 2205& Rutile Flux CoredSUPERCORE 2205PDownhand All-positional: pipework AWS: E2209T0-4 AWS: E2209T1-4 1.2mm ø, Argon +20% CO2 PREN: 35 minSub-Arc (SAW) Wire / FluxER329N 1.6 & 2.4mm ø SSB Flux or LA491 25kg drum Basic: (BI ≈ 3) PREN: 35 min*'Matching analysis' preferred, but in practice overmatching consumables have proved acceptable, eg Supermet 2205.©Metrode Products LimitedPage 4Website Special Issue – 03/03Table 5:Filler materials for welding 25%Cr type superduplex stainless steels Wrought & CastParent materialUNS S32760, S32750, S32550, S39274, J93380 & J93404Filler material Final condition TIG / MIG Filler wiresOvermatching analysis As-welded & Solution annealed (1120°C + WQ) ZERON 100X 1.6, 2.4 & 3.2mm ø: TIG 1.0mm MIG & Mechanised/Orbital TIG PREN: 40 min ZERON 100XKS Basic coated (max weld toughness) All-positional: pipework 2.5 – 5.0mm ø PREN: 40 min 2507XKS * Basic coated (max weld toughness) All-positional: pipework 2.5 – 4.0mm ø PREN: 40 min ULTRAMET 2507 * Rutile coated All-positional: structural 2.5 – 4.0mm ø PREN: 40 minMMA ElectrodesFlux cored wire (FCAW)SUPERCORE Z100XP Rutile flux cored Positional pipework and downhand welding 1.2mm ø, Argon + 20%CO2 PREN: 40 min ZERON 100X 1.6 & 2.4mm Ø SSB or LA491 FLUX 25kg drum Basic (BI=3) PREN: 40 minSub-Arc (SAW) Wire / Flux*For welding UNS S32760 Zeron 100XKS is preferred, especially for service in sulphuric acid.Page5Table 6:Filler materials for welding 25%Cr + 2%Cu superduplex stainless steels Wrought & CastParent materialUNS S32550 and J93370Filler material Final condition TIG / MIG Filler wiresOvermatching analysis As-welded & Solution annealed (1120°C + WQ) ZERON 100X * 1.6, 2.4 & 3.2mm ø: TIG 1.0mm MIG & Mechanised/Orbital TIG PREN: 40 min SUPERMET 2506Cu Rutile coated AWS: E2553-16 Downhand welding and repair of Cu-bearing alloy castings 2.5 – 5.0mm ø PREN: 40 ULTRAMET B2553 Basic coated AWS: E2553-15 All-positional pipework of Cu bearing superduplex 2.5 – 4.0mm ø PREN: 40 minMMA ElectrodesFlux cored wire (FCAW)SUPERCORE Z100XP * Rutile flux cored Positional pipework and downhand welding 1.2mm ø, Argon + 20%CO2 PREN: 40 min ZERON 100X 1.6 & 2.4mm ∅ * SSB FLUX 25kg drum Basic (BI=3) PREN: 40 minSub-Arc (SAW) Wire / Flux*These consumables contain about 0.7%Cu, so do not match the copper content of the base materials, but they are satisfactory for most applications.Page64.4.1WELDING GUIDELINESGENERAL GUIDELINESWeld procedures for duplex and superduplex stainless steels need to be controlled to ensure weld properties are achieved and also to ensure conformance with appropriate standards. Welding guidelines for Zeron 100 are presented in Appendix 4, and Appendix 5 gives examples of some successful weld procedures and the properties achieved. The general philosophy for welding duplex and superduplex stainless steels is shown in Figure 1. Some of the specific areas of weld procedure control that are closely defined in specification and application standards are explained in more detail in section 4.2.Figure 1: Welding duplex & superduplex stainless steels©Metrode Products LimitedPage 7Website Special Issue – 02/034.2PREHEAT, INTERPASS & HEAT INPUT CONTROLSPreheat Interpass temperature Heat inputIs not normally required. Preheat should only be used on material below about 5°C (41°F) or which is not dry. With standard duplex stainless steel, interpass temperatures are normally restricted to 150oC (300°F) maximum. This is in line with a number of specifications/codes: NORSOK M601, Shell ES106 and ES124; all 150°C (300°F) maximum. For the filling runs of a joint fairly high heat inputs are required before any noticeable effect is seen on the properties of duplex stainless steel welds. A range of 0.5 – 2.5 kJ/mm (12.5-62.5kJ/in) has been proposed as acceptable based on work at TWI, but the maximum is often restricted to lower heat inputs, eg Shell ES106, 0.5 – 2.0 kJ/mm (12.5-50kJ/in); Shell ES124, 0.5 – 1.75 kJ/mm (12.5-45kJ/in).The procedural controls required are described here generally for duplex and superduplex stainless steels, in practice the control for duplex stainless steels can be more relaxed than for superduplex.4.3 DISSIMILAR JOINTSDuplex and superduplex stainless steels are inevitably joined to other alloys. For most commonly used engineering alloys, this does not present any problem, provided the appropriate consumable used. Diagrams such as the Schaeffler diagram can prove useful in selecting the correct filler material. There will generally be a number of consumables which will provide an acceptable technical solution for any dissimilar joint, so the selection will often be based on practical aspects. For example, to reduce the number of procedures and consumables utilised, if duplex (2205) consumables are being used, these can conveniently be used for joints between duplex and CMn, low alloy and most austenitic stainless steels. The same applies to superduplex consumables. Duplex and superduplex consumables can also be used for surfacing CMn and low alloy steels without any intermediate buffer layers. Figure 2 summarises the selection of weld metals for dissimilar joints involving duplex and superduplex stainless steels.©Metrode Products LimitedPage 8Website Special Issue – 02/03Figure 2:Duplex & superduplex stainless steel dissimilar butt joints Recommended filler wires ** **Only wires are listed for brevity – associated MMA and FCW are also suitable. Consumable may need to be selected to meet minimum strength requirements of the CMn/low alloy steel.©Metrode Products LimitedPage 9Website Special Issue – 02/035.5.1PROPERTIESTENSILEThe tensile properties of duplex and superduplex weld metals comfortably achieve the requirements of the associated base materials. Transverse tensile tests made using the correct consumable fail in the base material. Typical tensile properties for the various welding processes in duplex and superduplex are given below in Table 6.Table 6: Typical tensile properties UTS, MPa (Ksi) TIG ER329N MIG ER329N SAW ER329N + SSB 2205XKS Ultramet 2205 Supermet 2205 Supercore 2205 / 2205P TIG Zeron 100X MIG Zeron 100X SAW Zeron 100X + SSB Zeron 100XKS Supercore Z100XP 2507XKS Ultramet 2507 800 (116) 800 (116) 800 (116) 810 (118) 850 (123) 850 (123) 800 (116) 920 (133) 920 (133) 920 (133) 900 (130) 880 (128) 900 (130) 950 (138) 0.2% Proof Stress, MPa (Ksi) 600 (87) 600 (87) 600 (87) 660 (96) 675 (98) 650 (94) 650 (94) 725 (105) 725 (105) 725 (105) 700 (102) 690 (100) 700 (102) 750 (109) Elongation, % 4d 32 32 32 28 27 30 27 25 25 25 24 27 28 25 5d 29 29 30 26 25 28 25 24 24 24 22 25 25 22 RoA, % 65 50 50 45 40 40 40 40 40 40 45 33 45 40Although the consumables listed in Table 6 are primarily for use in the as-welded condition, they are also used in the solution annealed condition – typically >1120°C (2050°F) / 3hrs + WQ. Following a solution anneal, the elongation will increase and the UTS will be slightly reduced but the major difference in tensile properties will be the reduction in 0.2% proof stress. Even following a full solution anneal heat treatment, the weld metal will meet the requirements of the appropriate base material. Requirements are now being seen which specify tensile properties at moderately elevated temperatures, eg 120 - 160°C (250-320°F). The graph on the next page, Figure 3, shows the general trend for the reductions in strength to be expected on testing at temperatures up to ~160°C (320°F).©Metrode Products Limited Page 10 Website Special Issue – 02/03Figure 3:Hot Tensile Properties for duplex and superduplex weld metals1000900Duplex 0.2% proof Duplex UTS Superduplex 0.2% proof Superduplex UTSStrength, MPa800700600500400050100150200250Temperature, oC5.2TOUGHNESSCVN toughness versus temperature curves describe a shallow sloping relationship, free from the pronounced ductile-brittle transition characteristics of CMn weld metals. Consequently CVN values show low scatter and overall, reflect a more consistent pattern of weld toughness than achieved from CMn weld metal. See Figures 4 and 5.Figure 4: 22%Cr type standard duplex stainless steel butt weld CVN toughness©Metrode Products LimitedPage 11Website Special Issue – 02/03Figure 5:25%Cr type superduplex stainless steel butt weld CVN toughnessWeld metal oxygen content, in the form of oxide/silicate micro-inclusions, strongly influences toughness. As oxygen increases, toughness is reduced. Gas shielded TIG, PAW and MIG processes promote lower weld metal oxygen levels than flux shielded MMA, FCAW and SAW processes. CVN absorbed energy (joules), for standard 10 x 10mm (0.4 x 0.4in) test specimens, and lateral expansion values show a close relationship up to the 100J level: Lateral Expansion (mm/in) ≈ Charpy Energy (J) 100Since lateral expansion values are not significantly affected by CVN specimen size, they can be used as a useful indicator of potential full-size CVN performance. Correction factors, based on the sub-size test specimen ligament cross-sectional area, provide a useful conversion to potential 10 x 10mm (0.4 x 0.4in) impact values, eg:Specimen size, mm (in)Ligament Area relationship Typical test data, J (ft-lb) Values corrected for 10 x 10 specimen, J (ftlb) J / cm2 (ft-lb/in2)10 x 10 (0.4 x 0.4)10 x 7.5 (0.4 x 0.3)10 x 5 (0.4 x 0.2)10 x 3.3 (0.4 x 0.1)1 95 (70) 95 (70) 119 (546)0.75 56 (41) 75 (55) 93 (430)0.5 41 (30) 82 (60) 103 (469)0.33 27 (20) 82 (60) 102 (469)Analysis of weld metal CVN values and Crack Tip Opening Displacement (CTOD) fracture toughness suggests that 40J (29ft-lb) average, 27J (20ft-lb) minimum single values at the minimum design temperature are sufficient to avoid the risk of brittle fracture. A corresponding minimum CTOD value of 0.1mm (~0.004in) is considered appropriate. Post-weld solution anneal (~1150°C/2100°F) + water quench heat treatment significantly improves weld toughness performance.©Metrode Products LimitedPage 12Website Special Issue – 02/035.3 5.3.1HARDNESS NACENACE requirements define maximum hardness levels for parent material to secure reliable resistance to stress corrosion cracking (SCC) in H2S-bearing ('sour') media. The following table shows the maximum hardness allowed as defined in NACE MR0175-97 (note the most recent revision of MR0175 should be referred to).Grade Duplex UNS S31803 eg SAF 2205 Condition UNS S32750 eg SAF 2507 Superduplex UNS S32760 eg Zeron 100Sol. Ann. + Cold Worked 232°C max. 0.002MPa H2S max. 1100MPa YS max. 36 max.Sol. Ann 232°C. 0.01MPa H2S max. 32 max.Sol. Ann. + Cold Worked 120g/l Cl0.02MPa H2S 34 max.Hardness; HRC5.3.2Weld Metal & HAZNACE hardness limits are used in fabrication specifications covering weldments. The weld root zone is subject to strain hardening induced by thermal contraction stresses. Each weld deposition strain ≡ hardening event. Root weld metal hardness directly relates to the number of weld beads in the joint. For example, 8in (219mm) diameter x 18.3mm (0.75in) wall thickness Zeron 100 superduplex stainless steel pipe TIG welded in the ASME 5G position using Zeron 100X filler wire and completed in 30 passes shows weld metal and HAZ root hardnesses higher than the corresponding cap hardnesses (Figure 6).Figure 6: Zeron 100 butt weld Rockwell C hardness valuesVickers Hardness (HV) is more applicable for the examination of specific weld zones, eg HAZ. (HV 10kg hardness indentation ≈ 1/10 size of HRC 150kg.) If HV is used, care should be taken in correlating to HRC and it is recommended the new Welding Institute (UK) HV/HRC correlation (Figure 7) is used rather than ASTM E140 which was developed for CMn steels.©Metrode Products LimitedPage 13Website Special Issue – 02/03Figure 7:TWI HV/HRC comparisonHardness, HRCHardness, HV The TWI HV/HRC correlation curve, based on statistical interpretation of hardness measurements from a wide range of 22%Cr duplex and 25%Cr superduplex weldments, is more realistic for equating hardness values derived by the two test methods. The limitations of the previous ASTM E140 CMn steel correlation curve are highlighted, particularly with respect to meeting NACE MR0175 HRC hardness requirements for 'sour' service applications.5.4 CORROSIONThe corrosion performance of duplex and superduplex weld metals is often assessed during procedure qualification using the ASTM G48A test. Typical acceptance criteria include: nil pitting, maximum test specimen weight loss of 20mg or 45g/m2 (~0.001lb/ft2)of surface tested. Accurate, meaningful, weight loss determination demands careful attention to test specimen preparation: polishing (eg 1200 grit) of all edges and surfaces not under test. To obtain uniform results, some specifications allow pickling and repassivation – eg 20% HNO3 + 5%HF, 60°C (140°F), 5 minutes as in NORSOK M-601 Rev 2. Ar/1-2%N2 gas shielding (+ pure argon purge) enhances weld metal nitrogen level, to boost pitting resistance, and may be essential practice where: the specified G48A test temperature exceeds the argon shielded ER329N root weld critical pitting limit (~25°C/77°F) and Zeron 100X filler metal usage is prohibited. nitrogen losses from argon shielded Zeron 100X TIG root bead weld metal jeopardises satisfactory G48A test performance at ~40°C (104°F). restoration of pitting resistance where early removal of backing gas protection causes root surface oxidation and susceptibility to attack.With multi-pass TIG welding, Ar + N2 usage should be restricted to initial root runs to avoid excessive nitrogen build-up, and the associated risk of weld porosity.©Metrode Products Limited Page 14 Website Special Issue – 02/03Pitting attack of specimen surfaces not under test, eg edge 'endgrain' micro-structure, is generally not considered a relevant part of acceptance criteria, though may cause problems meeting weight loss limits, where applicable.Figure 8: Pitting diagram5.5MICROSTRUCTURE & FERRITE CONTENTThe properties of duplex and superduplex stainless steel are dependent on the duplex ferritic-austenitic microstructure. Round-robin tests have shown point counting (ASTM E562) of weld joints (weld metal & HAZ) to have very low reproducibility from one laboratory to another. For this reason, it is recommended that, for weld metals, ferrite content be measured in FN (ferrite number) using suitably calibrated magnetic instruments. Despite the better reproducibility of FN measurements and IIW recommendations, procedure specifications still tend to be written around point counting with a ferrite content of about 25-65% normally being specified. Once the filler and hence weld metal composition has been selected, the cooling rate during welding is the factor that primarily controls the ferrite content. Slower cooling rates reduce the ferrite content – hence high heat inputs and preheating reduce the ferrite content. The WRC diagram can be used as a convenient method for estimating the potential ferrite content, in FN, from the analysis. There is always likely to be some discrepancy between calculated and measured ferrite values. There is a move towards acceptance criteria being based on actual corrosion and mechanical properties rather than weld metal microstructure. The 'Position Statement' from IIW in Appendix 6 helps to clarify the position in the case of dispute. Other useful references include: Gooch, T G & Woollin, P: 'Metallurgical examination during weld procedure qualification for ferritic-austenitic stainless steels'; Stainless Steel World 1999 conference, November 1999, The Hague. Kotecki, D J: 'Standards and industrial methods for ferrite measurement'; 1998 Welding Journal, May 49-52.Page 15 Website Special Issue – 02/03-©Metrode Products Limited6 – IIW Position Statement on Ferrite©Metrode Products LimitedPage 16Website Special Issue – 02/03©Metrode Products LimitedPage 17Website Special Issue – 02/037Project ReferencesDUPLEX & SUPERDUPLEX FERRITIC-AUSTENITIC STAINLESS STEELS APPLICATIONSPROJECT REFERENCESMetrode filler materials for welding duplex and superduplex stainless steels have featured extensively in the fabrication of vessels, flowlines and pipework systems for the offshore oil/gas industry, which has increasingly turned to these materials for improved long term performance with a wide range of projects including: AMERADA HESS / Scott Project (UK) MARATHON OIL / East Brae Project (UK) WOODSIDE / Goodwyn A Project (Australia) BP / Forties Project (UK) LASMO / Kadanawari Project (Pakistan) STATOIL / Sleipner Project (Norway) ARCO Alaska / Point McIntyre (USA) CONOCO / Heidrun Project (Norway) PHILLIPS / Judy-Joanne Project (Norway) SHELL / FPSO Project (UK) SHELL / Pelican Project (UK) BP / ETAPS Project (UK) PHILLIPS / Ekofisk II (Norway) PETRONAS Project (Malaysia) SAMSUNG OFFSHORE YARDS (Korea) ONGC / Bombay High Project (India) KHIC (Korea) BP / Foinaven Project (UK) BP / Schiehallion FPSO Project (UK) SHELL / Kingfisher Project (UK) STATOIL / Norne Project (Norway) STATOIL / Gullfacks Project (Norway) WOODSIDE / Laminaria Project (Australia) ELF / N'Kossa Project (Congo) ELF / Girassol Project (Angola) SHELL / Odidi Project (Nigeria) ELF / Grande Paroisse (France) TERRA NOVA / FPSO (Canada) Process pipework, manifold system Manifold system Seawater system Seawater Riser Pipework Flowlines Process pipework and heat exchangers Pipeline Process pipework Process pipework, sub-sea manifolds Production ship process pipework Process pipework, risers, vessels Process pipework, sub-sea manifolds Process pipework Process pipework Process pipework Castings Castings Process pipework Process pipework Sub-sea pipeline Process vessels Sub-sea pipeline Separator & scrubber vessels Flowlines Bundles and Valves Flowlines Heat exchangers Process module pipework©Metrode Products LimitedPage 18Website Special Issue – 02/038 - Links to Appendices - Click and follow the link to the requested file. Use the Bookmark Tag on the file to return to the the main profile. 8a – Data Sheets Data Sheet for 22%Cr Duplex Stainless Steels – B-60 Data Sheet Zeron 100 Superduplex Stainless Steels – Data Sheet for 2507 Superduplex Stainless Steels – B-62 Data Sheet for Copper-containing Superduplex – B-63 8b – Weld Procedures 8c - Guidelines for welding Zeron 100 8d - Application Studies ER329N Sub Arc Wire used for Separator Vessels Supercore 2205P used for custom designed Pump Supercore 2205P and 2205XKS used for York Millennium Bridge Zeron 100X and 2507XKS used for topside modules Zeron 100XKS used for centrifuges Zeron 100X MIG used for motor covers Supercore 2205P used for gas coolers B-61©Metrode Products LimitedPage 19Website Special Issue – 02/03。

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