雙相不銹鋼發展與應用開始于20世紀30年代,其發展已經歷經三個階段,第1代雙相不銹鋼含高鉻、鉬,耐局部腐蝕性能好,但含碳量較高,因此焊接時失去相平衡,沿晶界析出碳化物導致耐蝕性及韌性下降,焊后必須經過熱處理,一般用于鑄件,在應用和發展上受到限制,在此階段,雙相鋼尚未在石化工業中得到運用。70年代以來,隨著二次精煉技術AOD和VOD等方法的出現和普及以及連鑄技術的發展,容易冶煉出較低碳的鋼,改進了第1代雙相不銹鋼的缺點,開發了新的應用領域,我國開始在煉油裝置的常減壓、催化裂化等關鍵部位采用進口雙相鋼設備,并由此開始,雙相鋼在我國石化工業領域逐步得到推廣和運用。80年代中后期發展的超級雙相不銹鋼是屬于第三代雙相不銹鋼,這類鋼的特點是含碳量低,含高鉬和高氮,鋼中鐵素體含量40%~50%,此類鋼具有優良的耐孔蝕性能,較高的機械強度,并在石化工業領域得到多地應用。 盡管雙相不銹鋼強度高,但它們表現出良好的塑性和韌性。四川精鑄雙相鋼2507
由于兩相組織的特點,通過正確控制化學成分和熱處理工藝,使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點,它將奧氏體不銹鋼所具有的優良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較強度高和耐氯化物應力腐蝕性能結合在一起,正是這些優越的性能使雙相不銹鋼作為可焊接的結構材料發展迅速,80年代以來已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不銹鋼并列的一個鋼類。雙相不銹鋼含鉬雙相不銹鋼在低應力下有良好的耐氯化物應力腐蝕性能。一般18-8型奧氏體不銹鋼在60°C以上中性氯化物溶液中容易發生應力腐蝕斷裂,在微量氯化物及硫化氫工業介質中用這類不銹鋼制造的熱交換器、蒸發器等設備都存在著產生應力腐蝕斷裂的傾向,而雙相不銹鋼卻有良好的抵抗能力。 安徽超級雙相鋼焊絲海上石油天然氣領域對雙相不銹鋼的需求。
雙相不銹鋼在低于熔點后,均形成鐵素體相,當溫度低于溶解度曲線后,鐵素體有部分相變為奧氏體相的趨向。當冷卻速度較慢時,部分鐵素體相可以充分地相變為奧氏體;當進行固溶處理時,在固溶溫度進行一定時間的等溫時效,應約有一半的鐵素體相可充分變為奧氏體相,然后快冷后成為奧氏體雙相不銹鋼。因而雙相不銹鋼在固溶處理時約有一半的鐵素體相可相變成奧氏體相,相變可以使晶粒細化。雙相鋼中兩相的共同存在,也可以阻滯其中任意一相的長大,在同樣的條件下,雙相不銹鋼的晶粒尺寸只為奧氏體鋼晶粒的一半,也可比鐵素體鋼的晶粒明顯細化,細晶粒鋼由于晶界增加,在承載受力變形時,晶界鎖定位錯的作用增強,從而使得鋼得到強化,細晶粒強化機制在使雙相鋼強化的同時,也提高了韌性。一方面,由于雙相鋼的晶粒一般都比奧氏體鋼和鐵素體鋼細,因而雙相鋼的強度和韌性應高于相應的奧氏體鋼和鐵素體鋼;另外同一牌號的雙相鋼的晶粒度對其屈服強度和韌性也起著重要的作用,細小晶粒的雙相鋼比晶粒粗大的同種鋼具有較高的屈服強度和韌性。
我國石化工業進入了以轉型發展、提質增效、綠色發展為主要特征的新的發展階段,國際產能合作和《中國制造2025》戰略的實施必將為雙相鋼的研發創新帶來新動力。原油的劣質化,化工原料的多元化,石化產品的多樣性是石化工業的發展趨勢,以天然氣、煤制氣為原料的氣化工業將快速發展,天然氣、頁巖氣的開采與集輸,現有石化裝置的升級改造,煤化工,大型芳烴,精細化工等工程項目的建設以及石化裝置安全、環保、長周期的運行將給雙相鋼的發展帶來機遇與挑戰。(1)亟待開發強度更高、耐蝕性更優的超級雙相不銹鋼,以滿足海洋環境油氣的開采與集輸。(2)加大雙相鋼以及復合管性能評價和基礎數據的研究力度,優化生產、加工、制造工藝,提升質量穩定性,滿足開采涉酸氣田天然氣的集輸需要。(3)提高雙相鋼板、管、鍛、棒的配套能力與水平,滿足原油劣質化、原油深度加工、裝置大型化帶來的對雙相鋼的需求。(4)完善雙相鋼標準體系,加大宣傳推廣力度,大力推進雙相鋼在煤化工設備與管道工程建設中的運用。 雙相不銹鋼有哪些分類?
雙相不銹鋼的焊接性:雙相不銹鋼的焊接性兼有奧氏體鋼和鐵素體鋼各自的優點,并減少了其各自的不足之處。(1)熱裂紋的敏感性比奧氏體鋼小得多;(2)冷裂紋的敏感性比一般低合金高強鋼也小得多;(3)熱影響區冷卻后,總是保留更多的鐵素體,從而增大了腐蝕傾向和氫致裂紋(脆化)的敏感性;(4)雙相不銹鋼焊接接頭有析出δ相脆化的可能,δ相是Cr和Fe的金屬間化合物,它的形成溫度范圍600~1000℃,不同鋼種形成δ相的溫度不同;(5)雙相不銹鋼含有50%的鐵素體,同樣也存在475℃脆性,但不如鐵素體不銹鋼那樣敏感;雙相不銹鋼由于具有奧氏體+鐵素體雙相組織。安徽質量雙相鋼用途
這些行業包括船舶制造、建筑、風力發電和海上石油天然氣。四川精鑄雙相鋼2507
F55(S32760,1.4501)超級雙相鋼主要應用:中性氯化物環境,煉油工業,石油化學和化學工業,化學工業用輸送管道,石油和天然氣工業,紙漿和造紙工業,化肥工業,尿素工業,磷肥工業,海水環境,能源與環保工業,輕工和食品工業,食品和制藥工業的設備,強度高度結構件,海底管線,煙機脫硫,滲透脫鹽淡化設備,硫酸廠,海洋工程緊固件等。F55能耐各種無機酸及有機酸,添加的銅元素使它具有的耐非氧化性酸腐蝕能力,此外F55還耐強堿腐蝕。其綜合性能優于一般的雙相鋼。但F55不適合在工作溫度300℃以上長期服役,在此溫度之上,材料的韌性會明顯下降。四川精鑄雙相鋼2507
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