引言：2205雙相不鏽鋼是一種鐵素體相和奧氏體相共存的不鏽鋼，同時也是集優良的耐蝕性能、高強度和易於加工製造等諸多優異性能於一身的鋼種。這篇文章「海新雙相鋼」將從2205雙相鋼的化學成分、耐蝕性能、物理性能、力學性能、成形、熱處理、焊接特點與性能各方面進行總結，相信看完之後一定收穫滿滿。
2205標準雙相不鏽鋼（00Cr22Ni5Mo3N）
一、化學成分和產品標準
雙相不鏽鋼2205合金是由21％鉻,2.5％鉬及4.5％鎳氮合金構成的複式不鏽鋼。它具有高強度、良好的衝擊韌性以及良好的整體和局部的抗應力腐蝕能力。
化學成分
2205材料的ASTM和ASME標準如下表所示
二、耐蝕性能
1、氯化物應力腐蝕斷裂不含鎳的鐵素體鋼對氯化物的應力腐蝕斷裂有天生的免疫力，即使在苛刻的42%的MgCl2溶液中也是如此，從另一方面來說，含鎳的奧氏體不鏽鋼則很容易受到氯離子應力腐蝕斷裂的影響。
奧氏體和鐵素體不鏽鋼對氯離子的應力腐蝕斷裂的抵抗取決於合金中鎳的含量。從某種意義上說，雙相合金是奧氏體相和鐵素體相的合成，但在雙相合金中的成分都會傾向於某一相。例如，鐵素體相中的Ni要比奧氏體相中的Ni含量少的多，因此，雙相合金對氯離子的應力腐蝕斷裂的抵抗性要比傳統300系列不鏽鋼好的多。
下表是是304和2205在幾種沸騰溶液中的腐蝕性能試驗結果。
應力腐蝕斷裂試驗情況
2、點蝕和縫隙腐蝕對氯離子的點蝕和縫隙腐蝕的評定可以使用ASTM標準G-48試驗方法(10%FeCl3-6H2O)，並且逐漸提高溫度直到發現縫隙腐蝕發生為止。則首先發現縫隙腐蝕發生的溫度稱為臨界縫隙腐蝕溫度，可以用來衡量材料耐縫隙腐蝕的能力，但在氯化溶液中不必要標明合金的限制使用溫度。下表是退火2205鋼板材和316L、317L等合金的縫隙腐蝕溫度試驗對比情況。
10%FeCl3溶液中的縫隙腐蝕數據
3、均勻腐蝕2205對稀的還原性酸和高濃度的氧化性酸有抵抗性，對低濃度的有機酸也有抵抗性，但在高溫高濃度下要小心使用。
下表是316和2205普通狀態和焊接狀態的腐蝕試驗對比情況。
4、2205焊接狀態抗晶間腐蝕試驗可以按ASTM A262E執(16%H2SO4+CuSO4溶液)
四、物理性能
密度：7.88g/cm3比熱：420J/kg-k熱傳導係數：(20-100℃)
19w/m-k熱膨脹係數：(20-100℃)
13.7×10 -6/℃平均彈性模量：190 Gpa
五、力學性能
典型室溫下的力學性能如下表所示。
高溫下的拉力性能2205雙相鋼在ASME鍋爐與壓力容器規範中被允許使用在316℃以下溫度。其強度可以通過ASME鍋爐與壓力容器標準中的許用應力來表示。下表是典型316和2205的許用應力對比情況。焊接管件的焊縫係數取0.85。如此大的許用應力可以和有很利地使用在過程裝備設計中。
最大許用應力(依據ASME規範)
ASME Boiler andPressure Vessel Code, Section II, Part D, Table 1A.衝擊性能2205雙相鋼可以從高溫塑性破壞向低溫脆性斷裂轉變，此塑性-脆性的轉變溫度可以通過在343-538°C長時間的保溫來充分地提高。不恰當的焊接工藝，例如使用純粹的Cr不鏽鋼填料，可以提高焊縫向衝擊脆性轉變的敏感性。
高溫對力學性能的影響
ASME鍋爐與壓力容器規範中明確規定2205雙相鋼的使用溫度上限是316℃，因為雙相鋼有一個「475℃脆化」的問題，主要是由於鐵素體相在343-538℃之間加熱時會出現脆化現象。
但這種脆化是可逆的，只要通過在593℃以上加熱就可以還原。然而，另外一個脆化溫度區間是538-1000℃，因為有有害於衝擊性和腐蝕性的中間相析出。整體退火和快速冷卻處理可以消除脆性相，同時也是消除成形應力和「475℃脆化」首選方案。
六、成形和熱處理
2205可以很成功地冷彎和拉伸。相對於普通奧氏體不鏽鋼來說，2205有很高的強度，對成形設備要求有很高的要求。雙相鋼中鐵素體相的延伸率比奧氏體相要小，所以2205在彎曲時其彎曲半徑要比奧氏體不鏽鋼大。
此外，2205管材和管板脹接時，由於其彈性延伸率較低，所以其脹接程度要受到限制。2205相對於很多管板材料來說其強度是很高的，因此，2205管材和其它材料的管板脹接時要十分小心。重度彎曲變形後要整體退火(不只是消應力退火)，以防止在使用環境中應力腐蝕開裂，消應力熱處理的溫度一般在316-927℃之間，至於對材料性能的影響不作考慮。
七、熱處理
2205的退火溫度一般在1020-1100℃並快速冷卻，在1100℃附近熱處理時，會讓鐵素體相含量大大增加。
八、焊接
2205雙相鋼中的鐵素體相和奧氏體相含量基本相同，氧炔焊會讓基材的焊縫和熱影響區的鐵素體含量上升，並行的退火處理可以恢復兩相的平衡。然而退火處理後焊縫的鐵素體含量還是要稍高一點。
焊縫中的鐵素體含量不可以過高。匹配的填料金屬對2205的焊接來說是有經濟性的，象AWS 2209這樣的填料金屬有比基材金屬更高的含Ni量，主要是為了使焊區域產生相平衡，讓焊縫區域和基材金屬有用樣的化學成分。
當2205和異種鋼焊接時，填料金屬中要含有一些奧氏體形成元素，以便可以形成一條奧氏體焊縫。焊縫區域如含有大量鐵素體晶粒，就會讓材料的室溫衝擊韌性大大降低。
2205合金的焊接性很好。2205合金所要到達的性能為焊接金屬和熱變質部分仍然保持和基底金屬同樣的抗腐蝕能力、強度及韌性。
2205的焊接難度不大，但需設計其焊接程序、以便焊接後，可以保持良好的相位平衡狀態，避免有害的金屬相位或非金屬相位的析出。2205可在以下設備中進行焊接： GTAW (TIG); GMAW (MIG);SMAW (「stick」 electrode);SAW; FCW; and PAW
以上就是有關2205雙相不鏽鋼的各方面性能總結，希望對你有所幫助。