คำตอบด่วน
Quick Answer
Duplex 2205 (EN 1.4462) มีโครงสร้างจุลภาคผสมระหว่างออสเทไนต์-เฟอร์ไรต์โดยประมาณ 22% Cr 5% Ni และ 3% Mo ให้ความต้านทานการไหลประมาณสองเท่าของเกรดออสเทไนต์มาตรฐานและ PREN ~35 ให้ความต้านทานที่ยอดเยี่ยมต่อการพิทติงการผุกร่านเศษและการแตกหักจากการผุกร่านภายใต้ความเครียดเนื่องจากคลอไรด์
ภาพรวม
Duplex 2205 เป็นเกรดเหล็กกล้าไม่ประกาศิตแบบซ่อมแซมที่ใช้อย่างแพร่หลายที่สุดในโลก โครงสร้างจุลภาคสองเฟสของมัน - ประมาณ 50% ออสเทไนต์และ 50% เฟอร์ไรต์ - ให้การผสมผสานของคุณสมบัติที่ไม่สามารถบรรลุได้ด้วยเกรดออสเทไนต์หรือเฟอร์ไรต์หนึ่งเฟส:
- ความต้านทานการไหลสูง (~450 MPa ขั้นต่ำ) ช่วยให้ลดส่วนผนังและประหยัดน้ำหนัก
- ความเหนียวที่ดี ลงไปประมาณ −40 °C
- ความต้านทานคลอไรด์ที่ยอดเยี่ยม — PREN ~35 สูงกว่า austenite 316L (~24) อย่างมาก
- ความต้านทานการแตกหักจากการผุกร่านภายใต้ความเครียดเนื่องจากคลอไรด์ (SCC) — รูปแบบการล้มเหลวที่เกรด 304 และ 316 มีความเสี่ยงในสภาพแวดล้อมคลอไรด์ร้อน
หมายเลข UNS คือ S32205 (เดิมคือ S31803) การกำหนดแบบยุโรปคือ 1.4462 ในการใช้งาน ASME เกรดจะปรากฏเป็น SA-790 S32205
องค์ประกอบเคมี — Duplex 2205 / 1.4462
| องค์ประกอบ | ASTM A790 S32205 | EN 1.4462 |
|---|---|---|
| คาร์บอน (C) | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 |
| แมงกานีส (Mn) | ≤ 2.00 | ≤ 2.00 |
| ซิลิคอน (Si) | ≤ 1.00 | ≤ 1.00 |
| ฟอสฟอรัส (P) | ≤ 0.030 | ≤ 0.035 |
| กำมะถัน (S) | ≤ 0.020 | ≤ 0.015 |
| โครเมียม (Cr) | 22.0 – 23.0 | 21.0 – 23.0 |
| โมลิบดีนัม (Mo) | 3.0 – 3.5 | 2.50 – 3.50 |
| นิเกิล (Ni) | 4.5 – 6.5 | 4.5 – 6.5 |
| ไนโตรเจน (N) | 0.14 – 0.20 | 0.10 – 0.22 |
ไนโตรเจนเป็นธาตุผสมที่สำคัญในเกรด duplex — มันเป็นตัวทำให้ออสเทไนต์มั่นคงเพิ่มความต้านทานการไหลและปรับปรุงความต้านทานการพิทติงอย่างมาก (ไนโตรเจนทุก 0.1% จะเพิ่มประมาณ 1.6 ให้กับ PREN) MTC ต้องรายงานไนโตรเจน
การคำนวณ PREN
PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N
สำหรับ 2205 ทั่วไปที่องค์ประกอบกลาง: PREN ≈ 22.5 + 3.3×3.0 + 16×0.17 ≈ 22.5 + 9.9 + 2.7 ≈ 35.1
สิ่งนี้ทำให้ 2205 อยู่เหนือออสเทไนต์ 316L (PREN ~24) และต่ำกว่า super duplex 2507 (PREN ~43)
คุณสมบัติเชิงกล — Duplex 2205
| คุณสมบัติ | ASTM A790 S32205 | EN 1.4462 (+AT) |
|---|---|---|
| ความต้านทานแรงดึง (UTS) | 620 MPa (90 ksi) ขั้นต่ำ | 620 – 880 MPa |
| ความต้านทานการไหล 0.2% (YS) | 450 MPa (65 ksi) ขั้นต่ำ | 450 MPa ขั้นต่ำ |
| การยืดตัวใน 50 มม | 25% ขั้นต่ำ | 25% ขั้นต่ำ |
| ความแข็ง (สูงสุด) | 290 HBW / 31 HRC | 290 HBW |
| Charpy Impact (−40 °C) | — | 100 J (ตามขวาง) |
YS ประมาณ 450 MPa ขั้นต่ำจะเป็นสองเท่าของ 316L (170 MPa) ช่วยให้ลดความหนาของผนังได้อย่างมากในส่วนประกอบที่บรรจุความดัน
คุณสมบัติทางกายภาพ
| คุณสมบัติ | ค่าทั่วไป |
|---|---|
| ความหนาแน่น | 7.82 g/cm³ |
| ความนำความร้อน (20 °C) | 19 W/(m·K) |
| การขยายตัวจากความร้อน (20–100 °C) | 13.0 × 10⁻⁶ /°C |
| โมดูลัสยืดหยุ่น | 200 GPa |
| การซึมผ่านของแม่เหล็ก | เฟอร์โรแมกเนติก (เนื่องจากเฟสเฟอร์ไรต์) |
ต่างจากเกรดออสเทไนต์เหล็กกล้า duplex เป็นแม่เหล็กไฟฟ้า สิ่งนี้ต้องคำนึงในการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กหรือวิธีการตรวจสอบที่อาศัยการซึมผ่าน
ความครอบคลุมของมาตรฐาน
| มาตรฐาน | รูปแบบผลิตภัณฑ์ | การกำหนด |
|---|---|---|
| ASTM A790 | ท่อไร้รอยต่อและเชื่อม | S32205 / S31803 |
| ASTM A240 | แผ่นเหล็ก แผ่น ริบบิ้น | S32205 |
| ASTM A182 | ชิ้นตัวอักษร | F51 (S31803) / F60 (S32205) |
| ASTM A276 | บาร์ | S32205 |
| ASME SA-240 | แผ่นภาชนะความดัน | S32205 |
| EN 10088-2 | ผลิตภัณฑ์แบน | 1.4462 |
| NORSOK M-650 | วัสดุสารชี้แนะสำหรับทะเล | 22Cr duplex |
การใช้งาน
Duplex 2205 เป็นเกรดที่ต้องการเมื่อต้องการทั้งความต้านทานสูงและความต้านทานคลอไรด์:
- น้ำมันและแก๊ส — สายที่ลึกใต้น้ำ ส่วนประกอบหัวบ่อ ท่อบนพื้นผิว
- การฟอกเกลือ — ท่อน้ำเค็มตัวระเหย หน่วยกลั่นน้ำแบบหลายขั้น
- การประมวลผลเคมี — ภาชนะและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่จัดการกระแสกระบวนการที่มีคลอไรด์
- หมวดหมู่และกระดาษ — ภาชนะหุงต้ม และอุปกรณ์漂白
- โครงสร้างทะเล — เพลาใบพัด ห่วงบน สมาชิกโครงสร้างในโซนพ่นน้ำ
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert freeคำถามที่พบบ่อย
อุณหภูมิการให้บริการสูงสุดสำหรับ duplex 2205 คืออะไร?
Duplex 2205 ควรจะจำกัดไว้ที่อุณหภูมิการให้บริการต่อเนื่องสูงสุดประมาณ 280–300 °C เหนือช่วงนี้เฟสซิกมาและเฟสการทำให้แข็งโลหะระหว่างอื่น ๆ สามารถก่อตัวในเฟอร์ไรต์ทำให้เกิดการสูญเสียความเหนียวอย่างมีนัยสำคัญ สำหรับการให้บริการอุณหภูมิสูงกว่า 300 °C เกรดออสเทไนต์หรือโลหะผสมนิเกิลเหมาะสมกว่า
duplex 2205 สามารถเชื่อมได้หรือไม่
ได้ แต่ต้องระมัดระวังมากกว่าเกรดออสเทไนต์ ข้อกำหนดหลักรวมถึง: ความร้อนที่เหมาะสม (โดยทั่วไป 0.5–2.5 kJ/mm) อุณหภูมิสูงสุดระหว่างทำให้เย็นลง 150 °C และใช้โลหะเติมที่เกินไป (ER2209 สำหรับ GTAW/GMAW) เพื่อคืนสภาพความสมดุลของเฟสที่ถูกต้องในรอยเชื่อม การอบถมหลังการเชื่อมบางครั้งจำเป็นสำหรับส่วนหนาหรือการให้บริการที่มีการผุกร่านสูง
ความแตกต่างระหว่าง S31803 และ S32205 คืออะไร
S31803 เป็นการกำหนด UNS ดั้งเดิมสำหรับ 2205 S32205 เป็นรุ่นที่ได้รับการปรับปรุงด้วยช่วงองค์ประกอบที่แคบกว่า — โดยเฉพาะอย่างยิ่งไนโตรเจนขั้นต่ำที่แคบกว่า 0.14% (เทียบกับ 0.08% ใน S31803) และ Cr ขั้นต่ำ 22.0% (เทียบกับ 21.0%) S32205 เป็นการกำหนดที่ต้องการสำหรับการก่อสร้างใหม่ มาตรฐานจำนวนมากระบุ S32205 เป็นหมายเลข UNS หลักโดยมี S31803 ยังคงอยู่สำหรับวัสดุดั้งเดิม
TestCert จัดการการรายงานไนโตรเจนสำหรับ MTC duplex อย่างไร
TestCert แสดงเครื่องหมาย duplex 2205 MTC ซึ่งไนโตรเจนไม่มีหรือไม่ได้รายงาน เนื่องจากไนโตรเจนเป็นทั้งองค์ประกอบองค์ประกอบที่บังคับใช้และสำคัญสำหรับการคำนวณ PREN เมื่อองค์ประกอบทั้งหมดมีอยู่แพลตฟอร์มจะคำนวณ PREN โดยอัตโนมัติและเปรียบเทียบกับขั้นต่ำที่ระบุโดยลูกค้า (โดยปกติ 35 สำหรับ 2205 ในข้อกำหนดทะเล)