22%铬Cr、3%钼Mo双相不锈钢
2205 ( UNS S32305/S31803 )是由22%铬，3%钼及5-6%镍氮合金构成的双相不锈钢。它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗强腐蚀能力。与316L 和317L 奥氏体不锈钢相比，2205 双相不锈钢在抗点腐蚀及隙腐蚀方面的性能更优越，它具有很高的抗腐蚀能力，与奥氏体相比，它的热膨胀系数更低，导热性更高。与奥氏体不锈钢相比，它的耐压强度是其两倍，与316L 和317L 相比，设计者可以减轻其重量，其成本也更低。
2205一般属性：
2205双相不锈钢是由22%铬,3%钼及5-6%镍氮构成的双相不锈钢。它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。
与316L和317L奥氏体不锈钢相比,2205合金在抗点腐蚀及隙腐蚀方面的性能更优越,它具有很高的抗腐蚀能力,与奥氏体相比,它的热膨胀系数更低,导热性更高。
2205的屈服强度是奥氏体不锈钢的两倍，这一特性使设计者在设计产品时减轻重量，让这种合金比316，317L更具有价格优势。
这种合金特别适用于-50°F/+600°F 温度范围内。超出这一温度范围的应用，也可考虑这种合金，但是有一些限制，尤其是应用于焊接结构的时候。
2205应用领域：
- 压力器皿、高压储藏罐、高压管道、热交换器(化学加工工业)。
- 石油天然气管道、热交换器管件。
- 污水处理系统。
- 纸浆和造纸工业分类器、漂白设备、贮存处理系统。
- 高强度耐腐蚀环境下的回转轴、压榨辊、叶片、叶轮等。
- 轮船或卡车的货物箱
- 食品加工设备
2205标准
ASTM/ASME...........A240 UNS S32205/S31803
EURONORM...........1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3
AFNOR...................Z3 CrNi 22.05 AZ
DIN.........................W. Nr 1.4462
2205抗腐蚀能力：
均匀腐蚀
由于铬含量（22%），钼（3%）及氮含量（0.18%）,2205的抗腐蚀特性在大多数环境下优于316L和317L。
局部抗腐蚀
2205中铬、钼及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中, 对点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能力。
在含2000ppm 氯化物的硫酸溶液中的腐蚀曲线4 mpy (0.1 mm/yr)
抗应力腐蚀
不锈钢的双相微观结构有助于提高不锈钢的抗应力腐蚀龟裂能力。
在一定的温度、应张力、氧气及氯化物存在的情况下,奥氏体不锈钢会发生氯化物应力腐蚀。由于这些条件不易控制，因此304L、316L和317L的使用在这方面受到限制。
抗腐蚀疲劳
2205 合金的高强度及抗腐蚀能力使其具有很高的抗腐蚀疲劳强度。加工设备易受腐蚀环境和加载循环的影响，2205的特性非常适合这样的应用。
采用AvestaPolarit 蚀损电池测得1M NaCl 中蚀损临界温度。
在10% FeCl3·6H2O中的隙腐蚀临界温度
湿处理磷酸中的均匀腐蚀
| |
腐蚀率, ipy |
| 等级 |
溶液A, 1401/4F |
溶液B, 1201/4F |
| 2205 |
3.1 |
3.9 |
| 316L |
>200 |
>200 |
| 904L |
47 |
6.3 |
| 成份, wt % |
| P2O5 |
HCl |
HF |
H2SO4 |
Fe2O3 |
| Sol A 54.0 |
0.06 |
1.1 |
4.1 |
0.27 |
| Sol B 27.5 |
0.34 |
1.3 |
1.72 |
0.4 |
| 成份, wt % |
| P2O5 |
Al2O |
SiO2 |
CaO |
MgO |
| Sol A 54.0 |
0.17 |
0.10 |
0.20 |
0.70 |
| Sol B 27.5 |
0.01 |
0.3 |
0.02 |
-- |
应力腐蚀龟裂
| 等级 |
沸腾的 42% MgCI2 |
Wick Test |
沸腾的25% NaCI |
| 2205 |
F |
P |
P |
| 254 SMO® |
F |
P |
P |
| Type 316L |
F |
F |
F |
| Type 317L |
F |
F |
F |
| Alloy 904L |
F |
F or P |
F or P |
| Alloy 20 |
F |
P |
P |
(p=通过F=未通过)
2205化学成分：
平均值 (重量 %)
| C |
Cr |
Ni |
Mo |
N |
Others |
| 0.020 |
22.1 |
5.6 |
3.1 |
0.18 |
S=0.001 |
| PREN = [Cr%] = 3.3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 34 |
2205机械特性：
室温下机械特性
| |
ASTM A 240 |
平均值 |
|
屈服强度(0.2%), ksi |
65 最小值 |
74 |
|
抗拉强度, ksi |
90 最小值 |
105 |
|
延展率, % |
25 最小值 |
30 |
|
硬度HB |
293最大值 |
256 |
高温下抗拉性能
|
温度?F |
122 |
212 |
392 |
572 |
| 屈服强度(0.2%), ksi |
60 |
52 |
45 |
41 |
| 抗拉强度, ksi |
96 |
90 |
83 |
81 |
物理特性
| 温度°F |
|
68 |
212 |
392 |
572 |
| 密度 |
lb/in3 |
0.278 |
-- |
-- |
-- |
| 弹性模量 |
psi x 106 |
27.6 |
26.1 |
25.4 |
24.9 |
| 线膨胀(681?4F-T) |
10-6/°F |
-- |
7.5 |
7.8 |
8.1 |
| 导热系数 |
Btu/h ft. °F |
8.7 |
9.2 |
9.8 |
10.4 |
| 热容量 |
Btu/lb/°F |
0.112 |
0.119 |
0.127 |
0.134 |
| 电阻率 |
in x 10-6 |
33.5 |
35.4 |
37.4 |
39.4 |
2205结构：
2205 的化学成分在经过1900°/1922°F (1040°/1080°C)固熔退火处理后,可获得理想的微观结构50 α / 50 γ 。
如果热处理的温度高于2000°F ,可能会导致铁素体成分的增加。
像其他的双相不锈钢一样,2205 合金易受金属间相析出的影响。金属间相在1300°F和1800°F
之间析出,在1600°F温度下,其析出速度最快。因此,我们需对2205 进行试验，确保无金属间相，,试验参考ASTM A 923。
2205加工：
热成形
我们建议成形应尽量在600°F 温度以下进行。在进行热成形处理时,整个工件应整体受热,应在1750°F 到2250°F 的温度范围内进行,2205 合金在此温度下非常柔软。如果温度过高,2205合金易于热撕裂。如果低于此温度,奥氏体就会发生断裂。低于1700°F时,由于温度和形变的影响,金属间相会很快形成。热成形进行完后,应立即对其在最低为1900°F 的温度下进行固熔退火,并进行淬火来还原其相位平衡、韧性及抗腐蚀能力。我们不建议进行应力消除,但如果必须这样做,材料应在最低为1900°F 的温度下进行固熔退火,然后迅速冷却,进行水淬火。
冷成形
2205 合金可以进行切割和冷成形。然而,由于2205 合金自身的高强度及硬度,它比奥氏体钢铁更需要进行冷成形,也正因为它的高强度,要充分考虑到回弹的因素。
热处理
2205 合金应在最低为1900°F 的温度下进行退火处理,然后迅速冷却,进行水淬火。这项处理应用于固熔退火及应力解除。应力解除处理如在低于1900°F 的温度下进行,容易导致有害的金属或非金属相位的析出。
2205机械切削性：
在高速的机床上,2205 合金的进给率和切削速度和316L 是一样的。如果采用炭化刀,切割速度与316L 相比降低了大约20%,机器设备及其部件的性能在此起着关键性的作用。
2205焊接：
2205 合金的焊接性很好。2205 合金所要达到的性能为焊接金属和热变质部分仍然保持和基底金属同样的抗腐蚀能力、强度及韧性。2205 的焊接难度不大,但需设计其焊接程序,以便焊接后,可以保持良好的相位平衡状态,避免有害的金属相位或非金属相位的析出。2205 可在以下设备中进行焊接: GTAW (TIG); GMAW (MIG); SMAW (“stick” electrode);SAW; FCW; and PAW.
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