2205 vs 2507 dupleks rustfritt stål: sammensetning, egenskaper og utvalg

Dupleks rustfritt stål med et blikk

Dupleks rustfritt stål kombinerer en to-mikrostruktur av omtrent like deler ferritt og austenitt. Den doble strukturen gir flytestyrke omtrent det dobbelte av 304 eller 316 austenitt, god seighet og enestående motstand mot kloridspenningskorrosjon, noe vanlige austenittiske kvaliteter ikke kan tilby. De to arbeidshestkvalitetene i familien er 2205, standard duplekskvalitet, og 2507, superduplekskvaliteten med høyere krom, molybden og nitrogen.

Kjemisk sammensetning (ASTM A240)

Sammensetningsområder i henhold til ASTM A240 for UNS S32205 (2205) og UNS S32750 (2507), i vektprosent:

Element	2205 (S32205)	2507 (S32750)
Karbon (C)	0,030 maks	0,030 maks
Mangan (Mn)	2,00 maks	1,20 maks
Silisium (Si)	1,00 maks	0,80 maks
Fosfor (P)	0,030 maks	0,035 maks
Svovel (S)	0,020 maks	0,020 maks
Krom (Cr)	22.0-23.0	24.0-26.0
Nikkel (Ni)	4.5-6.5	6.0-8.0
Molybden (Mo)	3.0-3.5	3.0-5.0
Nitrogen (N)	0.14-0.20	0.24-0.32

Mekaniske egenskaper (ASTM A240)

Eiendom	2205 (S32205)	2507 (S32750)
Avkastningsstyrke (0,2 % offset)	450 MPa min	550 MPa min
Strekkstyrke	655 MPa min	795 MPa min
Forlengelse	25 % min	15 % min
Hardhet	293 HBW maks	310 HBW maks

Det høyere nitrogenet og molybdenet til 2507 øker også motstandsstyrken, så tynnere seksjoner kan ofte erstattes med 2205 eller austenittiske design.

Korrosjonsbestandighet og PREN

Ekvivalentnummeret for gropmotstand, PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N, er standard screeningsindeks for kloridgropermotstand. 2205 når en PREN på ca. 34, mens 2507 når ca. 42. I sjøvannstjeneste er 2205 generelt akseptert for kontinuerlig nedsenking opp til ca. 2 graders grense til ca. 50 grader. 60 grader C og motstår i tillegg sur service med hydrogensulfid, som er grunnen til at superdupleks er spesifisert for offshoreproduksjon, undervannsutstyr og røykgassavsvovlingsenheter som håndterer aggressive klorid- og syrestrømmer. Begge kvaliteter motstår kloridspenningskorrosjonssprekker langt bedre enn 304/316, og begge bør være oppløsningsglødet ved 1020-1100 grader C etter varmforming for å gjenopprette ferritt-austenittbalansen.

Standarder og produktskjemaer

Begge kvaliteter er dekket som plate og plate av ASTM A240, som sveiset og sømløst rør av ASTM A789/A790, og som stang og smiing av ASTM A276/A182. I det europeiske systemet tilsvarer 2205 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 standarden JIS G4304/G4305 inkluderer 2205-typen som SUS329J3L; super dupleks har ingen direkte JIS-betegnelse og er normalt spesifisert til ASTM eller EN. Vanlige produktformer er plate, plate, stripe, sømløse og sveisede rør, rør, stang, beslag og smiing.

Utvalgsveiledning

Velg 2205 for sjøvanns-kjølte varmevekslere, kjemikalietankere, avsaltningsanlegg, massekokere og generell kjemisk prosessering hvor motstand mot klorid og spenningskorrosjon er nødvendig til moderate kostnader; 2205 er typisk 30-50 % billigere enn 2507 per tonn.

Velg 2507 for offshore topp- og undervannsutstyr, høy-klorid- og surgasstjeneste, FGD-absorbere og prosessstrømmer der 2205 ville falle.

For sterkt reduserende syrer eller varmt sjøvann over dupleksgrensene, verifiser ytelsen ved å teste, fordi ingen duplekskvalitet matcher korrosjonsmotstanden til høy-molybdennikkel-baserte legeringer i de mest aggressive miljøene.

Ofte stilte spørsmål

Hva betyr dupleks?Dupleks rustfritt stål har en tofasemikrostruktur på omtrent 50 % ferritt og 50 % austenitt, og kombinerer den høye styrken til ferritiske stål med seigheten og korrosjonsbestandigheten til austenittisk stål.

Hva er hovedforskjellen mellom 2205 og 2507?2507 inneholder mer krom, molybden og nitrogen enn 2205, noe som øker PREN fra ca. 34 til ca. 42 og utvider sjøvannstjenesten fra ca. 50 grader C til ca. 60 grader C; den har også høyere flytegrense (550 MPa vs 450 MPa) og høyere kostnad.

Hva er PREN?PREN er ekvivalentnummeret for gropmotstand, PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N, en screeningsindeks for motstand mot gropdannelse i kloridmedier. Høyere verdier indikerer bedre motstand.

Kan dupleks rustfritt stål sveises?Ja. Sveising utføres med matchende dupleksfyllstoffer, vanligvis 22Cr-9Ni-3Mo-typen for 2205 og 25Cr-9Ni-4Mo-typen for 2507, med kontrollert varmetilførsel og interpass-temperatur. Ingen varmebehandling etter sveis er nødvendig.

Hvor mye dyrere er 2507 enn 2205?2507 koster vanligvis 30-50 % mer enn 2205 på grunn av høyere legeringsinnhold og mer krevende prosessering, så karakteren bør kun velges der miljøet krever høyere PREN og styrke.

Hvilken duplekskvalitet bør jeg velge for sjøvann?For kontinuerlig nedsenking i sjøvann under ca. 50 grader C er 2205 vanligvis tilstrekkelig; over denne temperaturen, eller der sprekkforholdene er alvorlige, anbefales 2507 eller en høyere-legering superdupleks.