2205 vs 2507 Duplex rustfrit stål: sammensætning, egenskaber og udvalg

Duplex rustfrit stål med et blik

Duplex rustfrit stål kombinerer en to--mikrostruktur af nogenlunde lige dele ferrit og austenit. Den dobbelte struktur leverer flydespænding omtrent det dobbelte af 304 eller 316 austenitisk, god sejhed og enestående modstandsdygtighed over for chloridspændingskorrosionsrevner, som almindelige austenitiske kvaliteter ikke kan tilbyde. De to arbejdshestekvaliteter i familien er 2205, standard duplex-kvaliteten, og 2507, super duplex-kvaliteten med højere krom, molybdæn og nitrogen.

Kemisk sammensætning (ASTM A240)

Sammensætningsintervaller ifølge ASTM A240 for UNS S32205 (2205) og UNS S32750 (2507), i vægtprocent:

Element	2205 (S32205)	2507 (S32750)
Kulstof (C)	0,030 maks	0,030 maks
Mangan (Mn)	2.00 max	1,20 max
Silicium (Si)	1,00 max	0,80 maks
Fosfor (P)	0,030 maks	0,035 maks
Svovl (S)	0,020 maks	0,020 maks
Chrom (Cr)	22.0-23.0	24.0-26.0
Nikkel (Ni)	4.5-6.5	6.0-8.0
Molybdæn (Mo)	3.0-3.5	3.0-5.0
Nitrogen (N)	0.14-0.20	0.24-0.32

Mekaniske egenskaber (ASTM A240)

Ejendom	2205 (S32205)	2507 (S32750)
Udbyttestyrke (0,2 % offset)	450 MPa min	550 MPa min
Trækstyrke	655 MPa min	795 MPa min
Forlængelse	25 % min	15 % min
Hårdhed	293 HBW max	310 HBW max

Det højere nitrogen og molybdæn af 2507 øger også dens modstandsstyrke, så tyndere sektioner kan ofte erstattes med 2205 eller austenitiske designs.

Korrosionsbestandighed og PREN

Det ækvivalente tal for pitting-modstand, PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N, er standardscreeningsindekset for chloridgrubemodstand. 2205 når en PREN på ca. 34, mens 2507 når ca. 42. I havvandsbrug accepteres 2205 generelt for kontinuerlig nedsænkning op til ca. 2 graders grænser op til ca. 60 grader C og modstår desuden sur service med svovlbrinte, hvorfor super duplex er specificeret til offshore-produktion, undersøisk udstyr og røggasafsvovlingsenheder, der håndterer aggressive klorid- plus syrestrømme. Begge kvaliteter modstår chloridspændingskorrosionsrevner langt bedre end 304/316, og begge bør opløsningsudglødet ved 1020-1100 grader C efter varmformning for at genoprette ferrit-austenit-balancen.

Standarder og produktformularer

Begge kvaliteter er dækket som plade og plade af ASTM A240, som svejste og sømløse rør af ASTM A789/A790, og som stang og smedning af ASTM A276/A182. I det europæiske system svarer 2205 til EN 1.4462 (X2CrNiMoN22-5-3) og 2507 til EN 1.4410 (X2CrNiMoN25-7-4) i henhold til EN 10088-2 og EN 10088-3. Den japanske standard JIS G4304/G4305 inkluderer 2205-typen som SUS329J3L; super duplex har ingen direkte JIS-betegnelse og er normalt specificeret til ASTM eller EN. Almindelige produktformer er plade, plade, bånd, sømløse og svejsede rør, rør, stang, fittings og smedegods.

Udvælgelsesvejledning

Vælg 2205 til havvands-kølede varmevekslere, kemikalietankskibe, afsaltningsanlæg, pulprådnetanke og generel kemisk behandling, hvor der er behov for modstand mod klorid og spændingskorrosion til moderate omkostninger; 2205 er typisk 30-50% billigere end 2507 pr. ton.

Vælg 2507 til offshore topside- og undersøisk udstyr, høj-klorid- og surgasservice, FGD-absorbere og processtrømme, hvor 2205 ville pit.

For kraftigt at reducere syrer eller varmt havvand over dupleksgrænserne skal du verificere ydeevnen ved at teste, fordi ingen duplekskvalitet matcher korrosionsbestandigheden af ​​høj-molybdæn-nikkel-baserede legeringer i de mest aggressive miljøer.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad betyder duplex?Duplex rustfrit stål har en tofaset mikrostruktur på omkring 50 % ferrit og 50 % austenit, der kombinerer ferritiske ståls høje styrke med austenitiske ståls sejhed og korrosionsbestandighed.

Hvad er den største forskel mellem 2205 og 2507?2507 indeholder mere krom, molybdæn og nitrogen end 2205, hvilket hæver dets PREN fra omkring 34 til omkring 42 og udvider havvandsservice fra omkring 50 grader C til omkring 60 grader C; den har også højere flydespænding (550 MPa vs. 450 MPa) og højere omkostninger.

Hvad er PREN?PREN er det ækvivalente tal for pitting-modstand, PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N, et screeningsindeks for modstand mod pitting i chloridmedier. Højere værdier indikerer bedre modstand.

Kan duplex rustfrit stål svejses?Ja. Svejsning udføres med matchende dupleksfyldstoffer, normalt 22Cr-9Ni-3Mo-typen for 2205 og 25Cr-9Ni-4Mo-typen for 2507, med kontrolleret varmetilførsel og interpass-temperatur. Der kræves ingen varmebehandling efter svejsning.

Hvor meget dyrere er 2507 end 2205?2507 koster typisk 30-50 % mere end 2205 på grund af højere legeringsindhold og mere krævende forarbejdning, så kvaliteten bør kun vælges, hvor miljøet kræver dets højere PREN og styrke.

Hvilken duplex-kvalitet skal jeg vælge til havvand?For kontinuerlig havvandsnedsænkning under ca. 50 grader C er 2205 sædvanligvis tilstrækkeligt; over denne temperatur, eller hvor sprækkeforholdene er svære, anbefales 2507 eller en højere-legering super duplex kvalitet.