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Duplex 2205 (EN 1.4462) は、約22% Cr、5% Ni、3% Mo を含むオーステナイト-フェライトの混合相組織を有しています。標準的なオーステナイト系グレードの降伏強度の約2倍の値を提供し、PREN が約35で、ピッティング、隙間腐食、および塩化物応力腐食割れに対する優れた耐性を提供します。
概要
Duplex 2205 は、世界中で最も広く使用されている二相ステンレス鋼グレードです。その二相組織——約50% のオーステナイトと50% のフェライト——は、単相のオーステナイトまたはフェライトグレードでは達成できない性質の組み合わせを提供します:
- 高い降伏強度 (~450 MPa 最小値) により、壁の厚さを減らし、重量を節約可能
- 良好な靱性 - 約 −40 °C まで
- 優れた塩化物耐食性 — PREN ~35 はオーステナイト 316L (~24) よりも著しく高い
- 塩化物応力腐食割れ (SCC) 耐性 — 304 および 316 が高温塩化物環境で易損性がある破損モード
UNS 番号は S32205 (以前は S31803)です。欧州標準は 1.4462 です。ASME 応用では、グレードは SA-790 S32205 として表示されます。
化学組成 — Duplex 2205 / 1.4462
| 元素 | ASTM A790 S32205 | EN 1.4462 |
|---|---|---|
| 炭素 (C) | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 |
| マンガン (Mn) | ≤ 2.00 | ≤ 2.00 |
| シリコン (Si) | ≤ 1.00 | ≤ 1.00 |
| リン (P) | ≤ 0.030 | ≤ 0.035 |
| 硫黄 (S) | ≤ 0.020 | ≤ 0.015 |
| クロム (Cr) | 22.0 – 23.0 | 21.0 – 23.0 |
| モリブデン (Mo) | 3.0 – 3.5 | 2.50 – 3.50 |
| ニッケル (Ni) | 4.5 – 6.5 | 4.5 – 6.5 |
| 窒素 (N) | 0.14 – 0.20 | 0.10 – 0.22 |
窒素は二相グレードの重要な合金元素です——オーステナイト安定化剤で、降伏強度を上げ、ピッティング耐食性を著しく改善します (0.1% N ごとに PREN に約 1.6 追加)。MTC は窒素を報告する必要があります。
PREN 計算
PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N
中程度の組成の典型的な 2205 の場合: PREN ≈ 22.5 + 3.3×3.0 + 16×0.17 ≈ 22.5 + 9.9 + 2.7 ≈ 35.1
これにより 2205 はオーステナイト 316L (PREN ~24) より優れた位置に置かれ、超級二相 2507 (PREN ~43) 以下です。
機械的性質 — Duplex 2205
| 性質 | ASTM A790 S32205 | EN 1.4462 (+AT) |
|---|---|---|
| 引張強さ (UTS) | 620 MPa (90 ksi) 最小値 | 620 – 880 MPa |
| 0.2% 降伏強度 (YS) | 450 MPa (65 ksi) 最小値 | 450 MPa 最小値 |
| 50 mm 伸び | 25% 最小値 | 25% 最小値 |
| 硬さ (最大値) | 290 HBW / 31 HRC | 290 HBW |
| シャルピー衝撃 (−40 °C) | — | 100 J (横方向) |
~450 MPa 最小値の YS は 316L (170 MPa) の約2倍で、圧力容器部品の壁の厚さを大幅に削減できます。
物理的性質
| 性質 | 典型値 |
|---|---|
| 密度 | 7.82 g/cm³ |
| 熱伝導率 (20 °C) | 19 W/(m·K) |
| 熱膨張 (20–100 °C) | 13.0 × 10⁻⁶ /°C |
| 弾性係数 | 200 GPa |
| 磁気透過性 | 強磁性 (フェライト相による) |
オーステナイト系グレードとは異なり、二相鋼は強磁性です。磁場を伴う応用または透過性に依存する検査方法では、これを考慮する必要があります。
標準適用範囲
| 標準 | 製品形態 | グレード |
|---|---|---|
| ASTM A790 | シームレスおよび溶接パイプ | S32205 / S31803 |
| ASTM A240 | プレート、シート、ストリップ | S32205 |
| ASTM A182 | 鍛造品 | F51 (S31803) / F60 (S32205) |
| ASTM A276 | バー | S32205 |
| ASME SA-240 | 圧力容器用プレート | S32205 |
| EN 10088-2 | 平板製品 | 1.4462 |
| NORSOK M-650 | 海洋用適格材料 | 22Cr duplex |
応用
高い強度と塩化物耐食性の両方が必要な場合、Duplex 2205 が推奨グレードです:
- 石油およびガス — 海底アンビリカル、ウェルヘッド部品、トップサイドパイプワーク
- 淡水化 — 塩水パイプ、蒸発器、マルチステージフラッシュユニット
- 化学処理 — 塩化物を含むプロセスストリームを扱う容器および熱交換器
- パルプと紙 — ディジェスターおよび漂白装置
- 海洋構造 — プロペラシャフト、甲板設備、スプレーゾーン内の構造部材
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Try TestCert freeよくある質問
Duplex 2205 の最大連続使用温度は多少ですか?
Duplex 2205 は、一般に 280–300 °C の最大連続使用温度に制限されるべきです。この範囲を超えると、シグマ相および他の金属間脆化相がフェライト中に形成され、靱性が著しく低下する可能性があります。300 °C を超える高温サービスの場合、オーステナイト系グレードまたはニッケル合金がより適切です。
Duplex 2205 は溶接可能ですか?
はい、ただしオーステナイト系グレードより注意が必要です。主な要件には、正しい熱入力 (通常 0.5–2.5 kJ/mm)、層間最高温度 150 °C、および溶接部での正相バランスを復元するための過合金フィラー (GTAW/GMAW 用 ER2209) の使用が含まれます。厚いセクションまたは高腐食環境では、溶接後焼きなまし処理が必要な場合があります。
S31803 と S32205 の違いは何ですか?
S31803 は 2205 の元々の UNS 標準号です。S32205 は、より厳格な成分範囲を持つ改良版です——特に、窒素の最小値がより厳格な 0.14% (S31803 の 0.08% に対して) で、Cr の最小値が 22.0% (21.0% に対して) です。S32205 は新規建設に推奨される標準号です。多くの標準は現在、S32205 を主要 UNS 番号として示し、レガシーマテリアルのために S31803 を保持しています。
TestCert は二相 MTC の窒素報告をどのように処理していますか?
TestCert は、窒素が不在または報告されていない二相 2205 MTC にフラグを立てます。窒素は必須成分要素であり、PREN 計算に不可欠です。すべての要素が存在する場合、プラットフォームは PREN を自動的に計算し、顧客が指定した最小値と比較します (海洋仕様では 2205 の場合は通常 35)。