| 牌号 | 2205 |
|---|---|
| 美国UNS | S32205 |
| 对应标准 | ASTM A959-2019
规定锻造不锈钢统一标准等级成份的指南 Specifying Harmonized Standard Grade Compositions for Wrought Stainless Steels |
| 归类 | 双相不锈钢 |
| 性能 | 耐腐蚀 |
| 标签 | 奥氏体-铁素体不锈钢 |
| 说明 | 1、2205/UNS S32205是第二代标准双相不锈钢的主要牌号，并广泛用于海上石油平台集气管线和处理设施。2205/S31803钢的成分范围过宽，为了获得最佳的耐蚀性能及避免金属间相的形成，由S31803开发出成分范围更窄的改进型2205/UNS S32205，S32205是目前大量生产的2205双相钢的典型成分。 • 均匀腐蚀：由于铬含量（22%），钼（3%）及氮含量（0.18%）,2205的抗腐蚀特性在大多数环境下优于316L和317L。 • 局部抗腐蚀：2205双相不锈钢中铬、钼及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中, 对点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能力。 • 抗应力腐蚀：不锈钢的双相微观结构有助于提高不锈钢的抗应力腐蚀龟裂能力。在一定的温度、应张力、氧气及氯化物存在的情况下,奥氏体不锈钢会发生氯化物应力腐蚀。由于这些条件不易控制，因此304L、316L和317L的使用在这方面受到限制。 • 抗腐蚀疲劳：2205双相钢的高强度及抗腐蚀能力使其具有很高的抗腐蚀疲劳强度。加工设备易受腐蚀环境和加载循环的影响，2205的特性非常适合这样的应用。 2、合金元素的作用：双相不锈钢的铁素体和奥氏体相都在30~70%的范围，可获得良好的性能。但通常认为双相钢中含有大致等量的奥氏体和铁素体，为了获得最佳韧性和加工性能，倾向于奥氏体比例稍大。为获得稳定的双相组织及良好的加工制造性能，主要元素Cr、Mo、N、Ni的含量必须适当。 • Cr：≥10.5%形成钝化膜，钢耐大气腐蚀。在不锈钢中，Cr含量越高耐蚀性越好。铁素体形成元素。钢中Cr含量较高时，添加更多的Ni才能形成奥氏体或双相组织（奥氏体-铁素体），较高的Cr也促进金属间相的形成。双相不锈钢的Cr≥20%。Cr提高钢的高温抗氧化能力，影响热处理或焊后氧化皮或回火色的形成和去除。双相不锈钢比奥氏体钢的酸洗和去回火色更困难。 • Mo：提高不锈钢的耐点蚀性能。当不锈钢Cr≥18%时，Mo对改善耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀能力是Cr的三倍。铁素体形成元素，但也增大了形成有害金属间相的倾向。因此，双相不锈钢中Mo小于4%。 • N：提高奥氏体和双相不锈钢的耐点蚀和缝隙腐蚀能力。显著提高钢的强度，有效的固溶强化元素。低成本和强奥氏体形成元素，替代部分Ni，稳定奥氏体。含N双相钢韧性的提高得益于较高的奥氏体含量和较少的金属间相。N不能阻止金属间相的析出，但可推迟形成。N添加到高Cr和Mo含量的高耐蚀奥氏体和双相不锈钢中，抵消形成σ相的倾向。在添加N和调整Ni含量获得理想的相平衡。铁素体形成元素Cr、Mo，和奥氏体形成元素N、Ni相平衡来获得双相组织。 • Ni：奥氏体稳定化元素，促进铁素体（体心立方）向奥氏体（面心立方）转变。铁素体钢含少量或不含Ni，双相钢含Ni低到中等，300系奥氏体不锈钢至少含6%Ni。Ni可延迟奥氏体钢中的有害金属间相形成，但在双相钢中的效果远不如N。面心立方结构使奥氏体不锈钢具有很好的韧性，与铁素体不锈钢比，双相不锈钢因约一半奥氏体组织使其韧性显著提高。 |
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物理性能（仅供参考）
牌号 UNS 密度 比热容 电阻率 杨氏模量 g/cm3 lb/in3 J•(kg•K)-1 Btu•(lb•F)-1 microΩm microΩin GPa ×106psi 2205 S32205 7.8 0.281 500 0.119 0.8 31.5 200 29 各温度的弹性模量，GPa (×1000ksi) 20°C
(68°F)
100°C
(212°F)
200°C
(392°F)
300°C
(572°F)
400°C
(754°F)
500°C
(932°F)
200
（29）
190
（27.6）
180
（26.1）
170
（24.7）
160
（23.2）
150
（21.8）
20°C(68°F)-T的热膨胀系数，10-6/K (10-6/°F) NA 13
（7.22）
13.5
（7.5）
14
（7.78）
14.5
（8.06）
15.0
（8.33）
各温度的导热率，W•(m•K)-1（Btu in/h ft2°F） 16.0
（110）
17.0
（118）
19.0
（132）
20.0
（138）
21.0
（147）
22.0
（153）
生产商数据。 -
腐蚀性能（仅供参考）
1、实验室加速试验中耐应力腐蚀断裂性能 牌号 42%MgCl2
沸腾
154°C
U形
弯曲试样
5%MgCl2
沸腾
125°C
U形
弯曲试样
液滴蒸发
0.1NaCl
1120°C
0.9×屈服强度
Wick试验
1500ppm cl
NaCl 100°C
33%LiCl2沸腾
120°C
U形
弯曲试样
40%CaCl2
100°C
0.9×屈服强度
25~28%
NaCl沸腾
106°C
U形
弯曲试样
26%NaCl
高压釜
155°C
U形
弯曲试样
26%NaCl
高压釜
200°C
U形
弯曲试样
600ppm Cl
(NaCl)
300°C
U形
弯曲试样
100ppm Cl
(海盐+O2)
高压釜230°C
U形
弯曲试样
S32205 ⓐ
ⓐ ⓐ ⓑ ⓑ ⓑ ⓑ ⓓ ⓐ ⓒ
ⓐ ⓐ-预计会发生断裂；ⓑ-预计不会发生断裂；ⓒ-数据不足；ⓓ-可能发生断裂 注：双相不锈钢在化工行业的许多应用是代替奥氏体不锈钢，用于有很大的应力腐蚀断裂危险的场合。但在高温、含氯化物的环境或促使氢致开裂的介质条件下，双相不锈钢也可能发生应力腐蚀断裂。
• 轧制退火钢在120°C（248°F）NaCl溶液液滴蒸发试验中的耐应力腐蚀断裂SCC性能，断裂应力约为屈服强度的35%左右。
2、固溶退火S32205的临界点蚀和缝隙腐蚀温度（按ASTM G48 在6%FeCl3溶液中测量）：
• 临界点蚀温度CPT约为：+40°C（+104°F），在氯化物环境高于此温度点蚀开始产生，且于24h内可发展到肉眼可见的程度
• 临界缝隙腐蚀温度CCT约为： +20°C（+68°F）。CCT取决于试样、氯化物环境和缝隙特性（紧密度，长度等）。同样的钢种和腐蚀环境，CCT通常比CPT低15~20°C
• 临界点蚀或缝隙腐蚀温度CPT、CCT越高，表明材料耐腐蚀起始发生的能力越强。
• 按ASTM G48 A法确定的CPT，采用回归分析法得到钢成分和CPT的关系：CPT=常数+Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N。不锈钢中的Cr、Mo、W和N对CPT有影响。
3、耐碱腐蚀性能：高铬量和铁素体相，使双相钢在碱性介质中具有良好的性能。在中等温度下，其腐蚀速度低于标准奥氏体不锈钢。
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加工数据（仅供参考）
1、双相不锈钢热成形温度及最低均热温度（生产商数据） 牌号 UNS EN No. 热成形温度 最低均热温度 °C °F °C °F 2205 S32205 1.4462 950~1230 1740~2250 1040 1900 2、双相不锈钢端面车削指导原则（Outokumpu） 不锈钢
（或切削数据）
硬质合金刀具 高速钢刀具 粗加工 精加工 速度，m/min 速度，sfm 速度，m/min 速度，sfm 速度，m/min 速度，sfm S32205 90~120 300~400 120~160 400~525 15~20 50~65 进刀量（每转） 0.3~0.6mm 0.012~0.024in. 0.05~0.3mm 0.002~0.012in. 0.05~0.2mm 0.002~0.008in. 切削深度 2~5mm 0.08~0.2in. 0.5~2mm 0.02~0.08in. 0.5~2mm 0.02~0.08in. 3、用硬质合金刀具进行双相不锈钢端面铣削的指导原则（Outokumpu） 不锈钢（或机加工数据） 粗加工 精加工 速度，m/min 速度，sfm 速度，m/min 速度，sfm S32205 50~80 165~260 80~110 260~360 进刀量（每齿） 0.2~0.4mm 0.008~0.016in. 0.1~0.2mm 0.004~0.008in. 切削深度 2~5mm 0.08~0.2in. 1~2mm 0.04~0.08in. 4、S32205采用高速钢进行螺旋钻的参数（Outokumpu） 钻头直径，mm（in.） 速度 进刀量 mm/min sfm mm/rev in/rev 1~3（0.04~0.12） 6~8 20~25 0.05 0.002 5（0.2） 10~12 33~40 0.10 0.004 10（0.4） 10~12 33~40 0.20 0.008 15（0.6） 10~12 33~40 0.25 0.010 20（0.8） 10~12 33~40 0.30 0.012 30（1.2） 10~12 33~40 0.35 0.014 40（1.6） 10~12 33~40 0.41 0.016 -
ASTM/ASME标准
UNS 牌号 A182
A240/M
SA 240
A270
A276
SA 276
A314
A479/M
SA 479
A480/M
SA 480
S32205 2205 √
√ √ √ √ √ √ A484/M
SA 484
A790/M
SA 790
A789/M
SA 789
A815
A923
A928/M
A959
√
√ √ √ √ √ √ A1082
API 650
NSF/
ANSI 61
√
√ √ -
双相不锈钢牌号和产品名称
UNS 牌号 EN No. EN JIS GB KS 产品名称 S32205 2205* 1.4462 X2CrNiMoN22-5-3 SUS 329J3L 022Cr22Ni5Mo3N STS 329J3L SAF 2205
UR 2205
UR 2205+
UR 2205Mo
DMV 22-5
ATI 2205
2205 code Plus Two
NAS 329J3L
NSSC DX1
DP8
B2205
* 通用名，不是商标名，广泛使用 -
可加工紧固件产品示例
等级 材料 组别
PRE 尺寸 强度
等级
螺钉和螺栓 螺母 垫圈 EN UNS mm 抗拉强度
Rm, min
MPa
（ksi）
屈服强度
Rp0.2, min
MPa
（ksi）
延伸率，min
mm
保证应力，min
MPa
硬度，min
HV
BUMAX DX 1.4462 S31803,
S32205
D6 36 ≤M42 88 800
（116）
640
（92）
0.3d 按要求 按要求 109 1000
（145）
900
（130）
129 1200
（174）
1080
（156）
注1：表中强度等级88、109、129分别类似标准D6-80级、D6-100级、12.9级，但其屈服强度更高。
注2：BUMAX是瑞典BUfab的注册商标，被誉为世界上最坚固的不锈钢紧固件。生产商数据
材料牌号对应供应商
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