304和2205在幾種沸騰溶液中的腐蝕性能試驗結(jié)果
合金 沸騰42%MgCl2 沸騰33%LiCl 沸騰26%NaCl 304L(8%Ni) 失敗(20h) 失敗(96h) 失敗(850h) 439(鐵素體型) 通過(2000h) 通過(2000h) 通過(1000h) 2205 失敗(89h) 通過(1000h) 通過(1000h) 2205(焊接) 失敗(89h) 通過(1000h) 通過(1000h) 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),并且逐漸提高溫度直到發(fā) 現(xiàn)縫隙腐蝕發(fā)生為止。則首先發(fā)現(xiàn)縫隙腐蝕發(fā)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。 10%FeCl3溶液中的縫隙腐蝕數(shù)據(jù) 合金 典型316 典型317 2205 E-BRITE26-1 AL-6XN Inconel625 AL 29-4C 縫隙腐蝕發(fā)生溫度(℃) -3 2 20 24 45 45 52 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(tài)和焊接狀態(tài)的腐蝕試驗對比情況。 腐蝕對比試驗數(shù)據(jù) 試驗溶液(沸騰) 腐蝕率(mm/a) 典型316L 2205 基材 焊接材料 基材 焊接材料 20%醋酸 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 45蟻酸 0.60 0.53 0.01 0.01 1%鹽酸 0.02 1.61 0.02 0.02 65%硝酸 0.56 0.46 0.52 0.49 10%草酸 1.22 1.13 0.20 0.13 20%磷酸 0.02 0.03 0.02 0.03 10%硫酸氫鈉 1.82 1.43 0.65 0.51 50%氫氧化鈉 1.97 2.17 0.61 0.57 10%氨基磺酸 3.15 3.03 0.56 0.44 10%硫酸 16.1 16.7 5.23 5.08 硫酸鐵+50%硫酸(A262B) 0.66 0.59 0.51 0.45 晶間腐蝕 2205焊接狀態(tài)抗晶間腐蝕試驗可以按ASTM A262E執(zhí)行(16%H2SO4+CuSO4溶液) 物理性能 密度:7.88g/cm3 比熱:420J/kg-k 熱傳導(dǎo)系數(shù):(20-100℃) 19w/m-k 熱膨脹系數(shù):(20-100℃) 13.7×10 -6 /℃ 平均彈性模量:190 Gpa 力學(xué)性能和工藝性能 典型室溫下的力學(xué)性能如下表所示。
ASTM A 240 平均值 屈服強度(0.2%), MPa 448 最小值 510 抗拉強度, MPa 620 最小值 724 延展率, % 25 最小值 30 硬度HB 293最大值 256 高溫力學(xué)性能 溫度℃ 50 100 200 300 屈服強度(0.2%), MPa 414 359 310 283 抗拉強度, MPa 662 621 572 559 高溫下的拉力性能 2205雙相鋼在ASME鍋爐與壓力容器規(guī)范中被允許使用在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(yīng)力來表示。下表是典型316和2205的許用應(yīng)力對比情況。 最大許用應(yīng)力(依據(jù)ASME規(guī)范) 最大溫度(℃) 38 93 149 204 260 316 2205(MPa) 155 155 150 144 141 139 典型316(MPa) 130 112 101 92 86 81 沖擊性能 2205雙相鋼可以從高溫塑性破壞向低溫脆性斷裂轉(zhuǎn)變,此塑性-脆性的轉(zhuǎn)變溫度可以通過在343-538°C長時間的保溫 來充分地提高。 高溫對力學(xué)性能的影響 ASME鍋爐與壓力容器規(guī)范中明確規(guī)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,主要是由于鐵素體相在343-538℃之間加熱時會出現(xiàn)脆化現(xiàn)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(qū)間是538-1000℃,因為有有害于沖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(yīng)力和“475℃脆化”首選方案。 成形和熱處理 2205可以很成功地冷彎和拉伸。相對于普通奧氏體不銹鋼來說,2205有很高的強度,對成形設(shè)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銹鋼大。 此外,2205管材和管板脹接時,由于其彈性延伸率較低,所以其脹接程度要受到限制。2205相對于很多管板材料來說 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。 重度彎曲變形后要整體退火(不只是消應(yīng)力退火),以防止在使用環(huán)境中應(yīng)力腐蝕開裂,消應(yīng)力熱處理的溫度一般在 316-927℃之間,至于對材料性能的影響不作考慮。 熱處理 2205的退火溫度一般在1020-1100℃并快速冷卻,在1100℃附近熱處理時,會讓鐵素體相含量大大增加。 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(qū)的鐵素體含量上升,并行的退 火處理可以恢復(fù)兩相的平衡。然而退火處理后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(jīng)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(qū)域產(chǎn)生相平衡,讓焊縫區(qū)域和基材金屬有用樣的化學(xué)成分。當2205和異種鋼焊接時,填料金屬中要含有
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