热处理工艺对2205双相不锈钢组织和耐蚀性影响文献综述

 2021-09-25 01:32:50

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文 献 综 述

一 引言

世界上双相不锈钢的年产量大约仅占不锈钢总产量的1%。自1990年以来,双相不锈钢的年增长率已接近17%,年产量从 1990年的2.4万吨增加到1999年的11万吨。其产品分布为热轧板占72%,冷轧板占14%,无缝管占8%,其他占6%。标准双相不锈钢2205,适用于氯化物和硫化氢介质下的设备,尤其适于含氯离子水或微咸水做冷却介质的热交换器,也适用于稀释的硫酸溶液和储运有机酸的设备,同时因其具有高强度而成为奥氏体不锈钢理想的替代材料。目前,它是双相不锈钢系列的主力,占双相钢总产量的80%。

双相不锈钢(Duplex Stainless Steel,简称DSS),2205双相不锈钢是由21%铬,2.5%钼及4.5%镍氮合金构成的复式不锈钢。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。双相不锈钢中铁素体与奥氏体约各占50%左右。双相不锈钢具有良好的焊接性能,与铁素体不锈钢及奥氏体不锈钢相比,它既不像铁素体不锈钢的焊接热影响区,由于晶粒严重粗化而使塑韧性大幅降低,也不像奥氏体不锈钢那样,对焊接热裂纹比较敏感。双相不锈钢由于其特殊的优点,因此它可以广泛应用于纸浆和造纸工业、石油化学和化肥工业、食品和轻工工业、运输业、炼油和天然气工业、海水环境下的建筑业、海水淡化等工业领域,近年来也被研究用于桥梁承重结构领域,具有很好的发展前景[1]

二 2205双相不锈钢的发展历史和现状

双相不锈钢的发展与应用开始于二十世纪30年代,法国在1935年获得第一个专利。至今经过三代双相不锈钢的发展和完善,国外的双相不锈钢无论从生产、加工制造及应用来看,在一些用途上取代了普通的奥氏体不锈钢[2]

20世纪70年代,EAF AOD或AOD 连铸的设备成功被开发出来,而且成为生产不锈钢最有效的方式。从此双相不锈钢正式进入人们的眼里,成为生活中重要的一部分,或者说不可或缺的一部分。自1998年以来,国外采用双相钢制造的容器越来越多,使用寿命大大提高。化学工业:磷酸储槽通常用316L或317L奥氏体不锈钢制造壁很厚。采用2205双相钢,强度比316L和317L高一倍且减少壁厚,从而使储槽的重量和费用降低。另外,在含有氯离子的工况下,2205具有更好的耐局部腐蚀能力。食品和饮料工业:国外的一些糖厂、啤酒厂等设备中使用了双相钢,总体费用较奥氏体不锈钢低,以SAF2304最为便宜。海上化学品运输业:2205双相钢已替代316L和317L奥氏体不锈钢成为海上化学品船的标准钢。建筑业:沿海地区空气中充满了较高浓度的氯离子,因双相钢具有优良的耐氯化物腐蚀的能力,故许多海上石油平台采用双相钢来制造防爆墙,国外的一些桥梁、船舶、建筑装饰也使用了双相不锈钢。石油化工工业:这一领域不仅需要双相不锈钢,更多的还要使用超级双相不锈钢。主要用于常减压蒸馏、催化裂化加氢脱硫等装置。另外双相钢在酸性气和油的生产中用量逐渐增多,主要用于管衬里、岸上和近海的管道系统及热交换器。此外,双相钢还成功地用于废水处理换热器、海水淡化等装置中。

双相不锈钢的发展历经三个阶段,分别为:

①不含钼的合金化程度较低的双相不锈钢,以化学成分23% Cr,4%Ni,0.1%N, SAF2304为典型代表,这类钢具有一定的耐腐蚀性,但其 PRE 值较低,不能用于腐蚀性较强的环境中。

②标准双相不锈钢,以成分22%Cr,5%Ni,0.17%N,SAF2205为典型代表,其PRE值较高,耐腐蚀性能比SAF2304要高得多,在许多情况下,该类双相不锈钢是最有经济效益的不锈钢金属材料。

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