347/347H - 耐热不锈钢
347 耐热不锈钢（S34700）是一种稳定性非常好的不锈钢。在温度达到800-1500°F（427-816°C），碳化铬沉淀的条件下，仍能保持良好的抗粒间腐蚀的能力。由于成分中添加了钛，在碳化铬形成的情况下，347 耐热不锈钢仍然可以保持稳定性。
347 耐热不锈钢由于其优良的机械性能，在高温环境下工作很有优势。与304 合金相比，347 耐热不锈钢具有更好的延展性及抗应力断裂能力。另外，304L 也可用于抗敏化作用及晶间腐蚀。坚铸实业可供应棒材，锻件，板材，也可以根据你的需求来订做
347/347H
一般属性
化学成分
耐腐蚀性
高温抗氧化性
物理性能
机械性能
加工
热处理
一般属性
合金321（UNS S32100）是一种稳定性非常好的不锈钢。在温度达到800-1500°F（427-816°C），碳化铬沉淀的条件下，仍能保持良好的抗粒间腐蚀的能力。由于成分中添加了钛，在碳化铬形成的情况下，321合金仍然可以保持稳定性。347 耐热不锈钢则是由于添加了轲和钽来保持其稳定性。
321和347 耐热不锈钢常用于高温环境下800-1500°F（427-816°C）的长期作业。如果应用只涉及焊接或短时间加热时，用304L代替就可以了。
321和347 耐热不锈钢的高温作业优势，也有赖于其良好的机械性能。和304， 304L相比，321和347具有更佳的抗蠕变应力和抗应力破裂性能。这使得在更高一点温度的时候，这些稳定的合金所承受的压力依然符合美国机械工程学会锅炉法规和压力容器规范。因此321和347 耐热不锈钢的最高使用温度可达1500°F (816°C)，而304，304L只局限于800°F (426°C)
321和合金347也有碳含量高的品种，它们UNS编号分别为：S32109跟S34709.
化学成分
ASTM A240 和 ASME SA-240:
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耐腐蚀性
均匀腐蚀
合金321和347具有与不稳定的镍铬合金304相似的抵挡一般腐蚀的能力。在碳化铬程度的温度范围中的长时间加热可能会影响合金321和347在恶劣的腐蚀介质中的耐蚀性。
在大多数环境中，两种合金的耐蚀性差不多；但退火状态下的合金321在强氧化性环境中的耐蚀性稍逊于经退火处理的合金347。因此，合金347在水环境和其他低温环境中更优越。暴露
于800°F -- 1500°F (427°C -- 816°C)这一温度范围时，会使合金321的整体耐蚀性大大差于合金347。合金347主要用于高温应用，高温应用要求材料有强的抗敏化性，以防止在较低温度的粒间腐蚀。
粒间腐蚀
合金304等不稳定的镍?钢对粒间腐蚀敏感，而合金321跟合金347就是开发来应用在这方面的。
当不稳定的铬镍钢被置于温度为800°F -- 1500°F (427°C -- 816°C)的环境中或在这一温度范围内被慢慢冷却时，碳化铬在晶界产生沉淀。置于某些腐蚀性强的介质时，这些晶界最先受侵蚀，也许会弱化金属的效能，可能发生完全瓦解。
有机介质或若腐蚀性的水剂、牛奶或其他乳制品或大气条件下，即使存在大量碳化物沉淀，也很少会产生粒间腐蚀。当焊接较薄的板材时，因为停留在800°F -- 1500°F (427°C -- 816°C)
这一温度范围的时间非常短，不容易产生粒间腐蚀，所以不稳定的等级都可以胜任了。碳化物沉淀到什么程度是有害的取决于合金暴露于800°F -- 1500°F (427°C -- 816°C)这一温度范围的时间长短以及腐蚀介质。焊接较厚的板材是尽管加热时间较长，但由于不稳定的L等级，含碳量在0.03%或更低，碳化物的沉淀也不足以对这个等级产生危害。
（铜-硫酸铜-16% 稳定的321和合金347不锈钢的强抗敏化性和抗粒间腐蚀性通过下表数据体现。
硫酸测试(ASTM A262, Practice E)）。在测试开始前，对钢厂经退火处理的样品进行1050°F (566°C) 、48小时的均热光敏热处理。
*1100°F退火处理，240小时
合金347样品没有出现粒间腐蚀，这表明它们暴露于这种热环境中时没有敏化。合金321样品的低腐蚀率表明：虽然它遭受了一些粒间腐蚀，但在这些环境下，它的耐蚀性比合金304L好。在这个测试的环境下，所有的这些合金都比普通的合金304不锈钢优越得多。
一般而言，合金321和347用于制作不可进行退火处理的重型焊接设备以及在800°F to 1500°F (427°C to 816°C)这一范围运作或从这一范围慢慢冷却的设备。在各种操作条件中获得的经验为我们预测粒间腐蚀在大多数应用中发生的可能性提供了充足的资料。
同时请回顾我们在热处理部分发表的一些观点。
应力腐蚀龟裂
合金321和347奥氏体不锈钢对卤化物中的应力腐蚀龟裂敏感，类似于合金304不锈钢。会出
现这一结果是由于它们的镍含量相近。导致应力腐蚀龟裂的条件有：(1)暴露于卤化物离子中（一般是氯化物），(2)残余张应力，(3)环境温度超过120°F (49°C)。成形操作中的冷变形或焊接操作中遇到的热循环都可能会产生应力。退火处理或冷变形之后的消除应力热处理可能会降低应力水平。稳定的合金321和347适用于消除了应力的、可能会对不稳定的合金产生粒间腐蚀的操作环境。
321和347在对不稳定的奥氏体不锈钢（如合金304）产生连多硫酸应力腐蚀的环境中尤其有用。不稳定的奥氏体不锈钢若被暴露于会发生敏化作用的温度，会在晶界产生碳化铬沉淀。在含硫环境中冷却至室温时，硫化物（通常是氢化硫）会与水汽及氧发生反应，形成侵蚀敏化晶界的连多硫酸。在具有应力、粒间腐蚀的条件下，连多硫酸应力腐蚀龟裂发生在硫化物普遍存在的炼油环境中。稳定的合金321和347因在升温操作环境中具有抗敏化性而解决了连多硫酸应力腐蚀龟裂问题。若操作环境的条件会引起敏化，为使这些合金达到最佳的抗敏化性，应在热稳条件下使用。
点腐蚀/隙腐蚀
稳定的合金321和347在含有氯离子的环境中的耐点蚀性和耐隙蚀性与合金304或304L不锈钢差不多，因为它们的铬含量相近。一般而言，对于不稳定的及稳定的合金，水环境中的氯化物含量上限为百万分之一百，尤其是存在隙腐蚀时。较高的氯离子含量会导致隙腐蚀和点腐蚀。若在氯化物含量更高、PH值较低而且/或温度较高的恶劣条件下，需考虑使用含钼的合金,如合金316。稳定的合金321和347通过了100小时的5%盐雾测试（ASTM B117），被测样本没有产生铁锈，没有退色。但是，若把这些合金暴露于来自海洋的盐雾中，可能会出现点腐蚀、隙腐蚀和严重变色。不推荐把合金321和347暴露于海洋环境中。
高温抗氧化性
321和347的抗氧化性可与其它18-8奥氏体不锈钢媲美。把样本暴露于高温的实验室大气中。定期把样本从高温环境中拿出称重，可推算出锈皮形成的程度。测试结果通过重量变化(毫克/
平方厘米)来表示，取两个不同被测样本的最小值的平均值。
321和347的主要区别在于细微的合金添加剂，但不影响抗氧化性。因此，这些测试结果对两个等级来说都具有代表性。但是，氧化率会受暴露环境以及产品形态等固有因素的影响，因此，这些结果应仅被视为这些等级抗氧化性的通常数值。
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物理性能
合金321和347的物理性能颇相似，实际上，可以视为相同。表格中所列数值对这两种合金都适用。
若经适当的退火处理，合金321和347不锈钢主要含有奥氏体和钛碳化物或铌碳化物。少量的铁素体可能会或可能不会出现在微观结构中。若长时间暴露于温度介于1000°F -- 1500°F (593°C -- 816°C)的环境中，可能会形成少量的西格玛相。
热处理不能使稳定的合金321和347不锈钢硬化。
金属的总传热系数除了取决于金属的导热系数外，还取决于其它因素。在大多数情况下，膜层散热系数、锈皮和金属的表面状况。不锈钢能保持表面整洁，因此它的传热性比其它导热系数更高的金属更好。
导磁性
稳定的合金321和347一般不带磁性。在退火状态下，它的导磁系数低于1.02。导磁率会因成分而改变，因冷作而增加。含铁素体的焊缝的导磁率会高一点。
机械性能
室温下的延展性
稳定的合金321和347铬镍等级在退火状态下（2000°F [1093°C], 空气冷却）的机械性能最小值如下表所示。
高温下的延展性
合金321和347在高温下的典型机械性能如下表所示。在1000°F (538°C)及更高的温度环境中，这些稳定合金的强度明显高于不稳定的304合金。
含碳量高的合金321H和347H（UNS32109和S34700）在1000°F (537°C)以上的环境中具有更高的强度。合金347H的ASME最大许用设计应力数据显示这个等级的强度比含碳量较低的合金347高。合金321H 不允许用于Section VIII的应用，而且对于Section III的应用，只限于800°F (427°C)或以下的温度。
蠕变及应力破裂性能
合金321和347不锈钢的典型蠕变及应力破裂数据如下表所示。稳定合金在高温中的蠕变及应力破裂强度高于不稳定合金304和304L。合金321和347这些优越的性能使其适用于高温作业的承压零件，例如我们常见的锅炉及压力容器。
冲击强度
321和347不管是在室内还是在零度以下的环境，其抗冲击的韧性都非常好。退火后的合金347在指定测试温度中静置一小时后的夏比V冲击试验如下图所示。合金321的情况与347相类似。疲劳强度
实际上，每种金属的疲劳强度都要受到腐蚀环境，表面光洁度，产品形态以及平均应力这些因素的影响。由于这个原因，没办法用一个确切的数字来代表在所有操作条件下的疲劳强度值。合金321和347的耐疲劳度极限大概是其抗张强度的35%左右
加工
焊接
奥氏体不锈钢被认为是最容易焊接的合金钢，可以用所有的融合物焊接，也进行电阻焊接。
生产奥氏体不锈钢的焊接接点时要考虑两个因素：1）保持其耐腐蚀性，2）避免开裂。
焊接时必须要注意保持合金321和347里的稳定化元素。合金321里面的钛更容易流失，而合金347就经常性容易流失钶。需要避免石油和其他污染源里面的碳元素以及空气里面的氮元素。
因此，不管是焊接稳定性良好的合金还是不稳定的合金时，都要注意保持清洁以及保护好惰性气体。
焊接奥氏体组织结构的金属时，在操作过程中很容易分裂。由于这个原因，合金321和合金347在重新凝固时需要加少量铁酸盐使其裂纹敏感性降到最低。含钶的不锈钢比含钛的不锈钢更容易热裂。
匹配的填充金属可用于合金321跟347等稳定钢的焊接。合金347的匹配填充金属有时也可用于合金321的焊接。
这些稳定的合金可以加入到其他的不锈钢或者碳钢中。合金309（23% Cr-13.5% Ni）或者是镍基填充金属都可以具有这种用途。
热处理
合金321和347的退火温度范围是1800 -- 2000°F (928 to 1093°C).。虽然退火的主要目的是增强合金的柔软度及延展性，但是在800 -- 1500°F (427 to 816°C)碳化物沉淀的范围内还可以消除应力，而不会产生粒间腐蚀。虽然在这个温度内的长期加热在某种程度上会降低合金的一般防腐蚀能力，但是合金321和347在800 -- 1500°F (427 to 816°C)的温度范围内退火几个小时后却可以消除应力，而其的一般防腐蚀能力也不会显著降低。就象强调的一样，在800 ---- 1500°F (427 to 816°C)的范围内低温退火并不会导致粒间腐蚀。
如果想要达到最佳的延展性的话，建议使用较高的退火温度1800 to 2000°F (928 to 1093°C)。
当把这些镍?不锈钢加工成设备，而这些设备需要最大程度防止碳化铬沉淀时，必须要认识到钶的稳定性跟钛是不一样的。由于这些原因，应用合金321时，稳定的程度及保护导致的结果就没有那么明显了。
耐腐蚀性需要达到最大化的时候，321合金必须采取稳定退火处理。在1550 to 1650°F (843 to 899°C)温度范围内加热最高至5小时，加热时间根据厚度而定。这个温度范围超过了碳化铬形成的温度范围，这个温度也足以分解和溶解之前已经形成的碳化铬。另外，在这个温度，钛可
以跟碳结合形成无害的钛化碳。结果是?被还原成固溶体，而碳就被迫跟钛结合形成无害的碳化物。
含钶的稳定合金347就不需要经常用到这种额外的处理。
在氧化环境中完成热处理后，退火后的氧化物到除锈溶液中去除，例如硝酸和氢氟酸的混合溶液。除锈后，应彻底冲洗不锈钢表面，冲洗掉残留的酸性溶液。
这些合金不能通过热处理来达到硬化。
清洁
不管腐蚀性怎么样，不锈钢在使用和制造的过程中都要保持其表面清洁，即使是在正常的工作
环境下。
在焊接时采用惰性气体加工，焊接过程中形成的锈皮和熔渣通过不锈钢刷清除。普通碳钢刷会在不锈钢的表面留下碳钢粒子，这些粒子最终会导致表面生锈。在要求严格的情况下，焊接区域要经过除锈溶液处理（如硝酸和氢氟酸混合溶液）来去除锈皮和熔渣，除锈后，应彻底冲洗不锈钢表面，冲洗掉残留的酸性溶液。
内陆，轻工业用的材料，所需要的维护比较少，只有遮蔽区域有时需要用加压水清洗。重工业则建议经常清洗，去除积聚的灰尘，这些灰尘最终有可能引起腐蚀和损坏不锈钢的表面外观。
适当的设计有助于清洗。带圆抹角，内圆角，无缝隙的设备，有利于清洗和表面抛光。
参考数据仅是典型的分析，不能作为规格或者最终产品的最大值或最小值。具体某一块材料的数据可能与以上的参考数据不一致。
上海坚铸友情提示
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不锈钢管固溶处理退火处理的作用 奥氏体不锈钢通过固溶处理来软化，一般将不锈钢管加热到 950～1150℃左右，保温一段时间，使碳化物和各种合金元素充分均匀地溶解于奥氏体中，然后快速淬水冷却，碳及其它合金元素来不及析出，获得纯奥氏体组织，称之为固溶处理。固溶处理的作用有3 点。⑴使钢管组织和成分均匀一致，这对原料尤其重要，因为热轧线材各段的轧制温度和冷却速度不一样，造成组织结构不一致。在高温下原子活动加剧，σ 相溶解，化学成分趋于均匀，快速冷却后就获得均匀的单相组织。 ⑵消除加工硬化，以利于继续冷加工。通过固溶处理，歪扭的晶格恢复，伸长和破碎的晶粒重新结晶，内应力消除，钢管抗拉强度下降，伸长率上升。 ⑶恢复不锈钢固有的耐蚀性能。由于冷加工造成碳化物析出，晶格缺陷，使不锈钢耐蚀性能下降。固溶处理后钢管耐蚀性能恢复到最佳状态。对于不锈钢而言，固溶处理的3 个要素是温度、保温时间和冷却速度。固溶温度主要根据化学成分确定。一般说来，合金元素种类多、含量高的牌号，固溶温度要相应提高。特别是锰、钼、镍、硅含量高的钢，只有提高固溶温度，使其充分溶解，才能达到软化效果。但稳定化钢，如1Cr18Ni9Ti，固溶温度高时稳定化元素的碳化物充分溶解于奥氏体中，在随后的冷却中会以Cr23C6 的形态在晶界析出，造成晶间腐蚀。为使稳定化元素的碳化物（TiC 和NbC）不分解、不固溶，一般采用下限固溶温度。不锈钢俗话说就是不容易生锈的钢，实际上有一部分的不锈钢，既含有不锈性，又含有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是因为它表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。其中不锈性和耐蚀性是相对的。实验证明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等
不锈钢牌号分组： 200系列——铬-镍-锰奥氏体不锈钢 300系列——铬-镍奥氏体不锈钢 型号301——延展性好，用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。 型号302——耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高，因而强度更好。 型号303——通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。 型号304——通用型号，即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9 型号309——较之304有更好的耐温性。 型号316——继304之后，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。 型号321——除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。 400系列——铁素体和马氏体不锈钢 型号408——耐热性好，弱抗腐蚀性，11％的Cr，8％的Ni。 型号409——最廉价的型号（英美），通常用作汽车排气管，属铁素体不锈钢（铬钢）。 型号410——马氏体（高强度铬钢），耐磨性好，抗腐蚀性较差。 型号416——添加了硫，改善了材料的加工性能。 型号420——“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具，可以做的非常光亮。 型号430——铁素体不锈钢，装饰用。例如用于汽车饰品。良好的成型性，但耐温性和抗腐蚀性要差。 型号440——高强度刃具钢，含碳稍高，经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度，硬度可以达到58HRC，属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有3种：440A、440B、440C、另外还有440F（易加工型）。 500系列——耐热铬合金钢。 600系列——马氏体沉淀硬化不锈钢。 型号630——最常用的沉淀硬化不锈钢型号，通常也叫17-4；17％Cr，4％Ni。
一、不锈钢知识 在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。 二、不锈钢的种类 不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。 以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成，各元素的加入量变化的不同，而开发各种用途的钢种。 1．以化学成分分类： ①．CR系列：铁素体系列、马氏体系列 ②．CR-NI系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。 2．以金相组织的分类： ①．奥氏体不锈钢②．铁素体不锈钢③．马氏体不锈钢 ④．双相不锈钢⑤．沉淀硬化不锈钢 3．不锈钢的表面类别 现在不锈钢的发展，已使不锈钢的耐蚀性、外观、加工性、强度等特性远远超过其它材料，而且，不锈钢的许多表面处理法，可以取得丰富多彩的颜色及形状，这为不锈钢的发展作出很大的贡献。 不锈钢制造过程中的表面处理法以及机械研磨表面处理法 表面特征制造法概要用途 NO.1 银白色，无光泽热轧到规定厚度，再经退火和除鳞的一种粗糙、无光表面不需要有表面光泽的用途 NO.2D 银白色冷轧后进行热处理和酸洗，有时在毛面辊进行最终的一道轻轧的一种无光表面加工2D产品用于对表面要求不严的用途，一般用材，深冲用材 NO.2B 光泽强于NO.2D NO.2D处理后，经过抛光辊进行最终一道轻度冷轧，以取得适当光泽。这是最常用的表面加工，该加工也可作为抛光的第一步。一般用材 BA 光亮如镜无标准，但通常是光亮退火的表面加工，表面反射性很高。建筑材料，厨房用具 NO.3 粗研磨将NO.2D和NO.2B材，用100~200#（单位）的砥粒研磨带，进行研磨建筑材料，厨房用具 NO.4 中间研磨将NO.2D和NO.2B材，用150~180#砥粒研磨带进行研磨而获得的抛光表面，这是通用的，有镜面反射的带有可见‘晶粒'的光亮表面同上 NO.240 细研磨将NO.2D和NO.2B材，用240#砥粒研磨带进行研削厨房用具 NO.320 极细研磨将NO.2D和NO.2B材，用320#砥粒研磨带进行研削同上 NO.400 光泽接近于BA 将NO.2B材，用400#抛光轮进行研削一般用材，建筑用材，厨房用具 HL 发纹研磨适当粒子大小的研磨材料进行发纹研削（150~240#）其砥粒很多楼房，建筑用材 NO.7 接近于镜面研磨用600#回转抛光轮进行研磨美术用，装饰用 NO.8 镜面研磨镜子用抛光轮进行研磨反光镜，装饰用 4．不锈钢的缺陷类别
双相不锈钢分类、牌号及标准
双相不锈钢一般可分为四类：第一类低合金型，代表牌号UNSS32304，钢中不含钼，PREN：24-25，耐应力腐蚀方面可代替AISI 304或是316使用。第二类中合金型，代表牌号UNSS31803，PREN：32-33耐蚀性能介于AISI316L和6%MO+N奥氏体不锈钢之间。第三类高合金型，一般含25%Cr，还含有钼和氮，有的还含有铜和钨，标准牌号有UNSS32550，PREN：38-39耐蚀性能高于22%Cr双相不锈钢。第四类超级双相不锈钢型，含高钼和氮，标准牌号有UNSS32750，有的也含钨和铜，PREN>40可使用于苛刻的介质条件，具有良好的耐蚀与力学综合性能，可与超级奥氏体不锈钢相媲美。（注：PREN：孔蚀抗力当量值） 化学成分双相钢的最主要合金元素是Cr、Ni、Mo和N。其中Cr、Mo为增加铁素体含量，而Ni、N为奥氏体稳定元素。有些钢种还有Mn、Cu、W等元素。Cr、Ni、Mo能改进抗腐蚀性。在含氯化物的环境中其抗点蚀及裂缝腐蚀的性能特别好。 1．化学成分（％） 表1 牌号 C Cr Ni Mo N P S SAF2205 0.030 21.0-23 4.5-6.5 2.5-3.5 0.08-0.2 0.030 0.030 SA2507 0.030 24.0-26 6.0-8.0 3.0-5.0 0.32 0.035 0.020 2．机械性能双相钢机械性能取决于产品形式及最终热处理，下表列出了规定的极限 表2 项目牌号试验温度℃RP0.2N/mm2RM0.2N/mm2A5% SAF2205 室温450 620 25 100 360 150 335 200 310 250 295 300 285 SA2507 室温550 800 1000 46 100 450 200 400 在-50℃-280℃温度范围同，双相不锈钢具有很好的机械性能，当双相钢长期承受300℃以上高温时，其微观组织会发生变化并导致韧性下降，然而，韧性的降低并不一定对处于工作温度的材料性能产生影响。腐蚀性能跟类似合金含量的奥氏体钢种相比，双相钢和超级双相钢基体材料具有类心抗点蚀和裂纹腐蚀性能，但一般具有极好的抗应力腐蚀有机酸腐蚀的能力。在工业界按照孔蚀抗力当量值PREN来表示抗点蚀等级是众所周知的。 物理性能：双相钢热传导率列于下表中，并与316L相比较。热传导率W/M摄氏率 表3 温度 牌号 SAF2205 SAF2507 AISI316L 20 19 16 15 100 19 17 16 200 21 19 17.5 300 23 20 19 双相不锈钢的热膨胀与碳钢接近，这使双相钢与奥氏体不锈钢相比，具有明显的优势。金相组织我公司使用于西气东输的UNSS31803双相不锈钢的微观组织图如下，其铁素体含量54% 双相不锈钢优势 1、与奥氏体不锈钢相比 1）屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的厚度要比常用奥氏体不锈钢减少30-50%，有利于降低成本。 双丰不锈钢各种产品形式：板材和带材管---焊管和无缝管锻材管件和法兰棒和丝
常用不锈钢基础知识
不锈钢定义 在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。 从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。 为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。 不锈钢种类： 不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。 以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成，各元素的加入量变化的不同，而开发各种用途的钢种。 以化学成分分类： ①． CR系列：铁素体系列、马氏体系列 ②． CR-NI系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。 以金相组织的分类： ①．奥氏体不锈钢 ②．铁素体不锈钢 ③．马氏体不锈钢 ④．双相不锈钢 ⑤．沉淀硬化不锈钢 不锈钢的标识方法
钢的编号和表示方法 ①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份，用阿拉 伯字母来表示成份含量，如：中国、俄国 12CrNi3A ②用固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：美国、日本、 300系、400系、200系； ③用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。 我国的编号规则 ①采用元素符号 ②用途、汉语拼音，平炉钢：P、沸腾钢：F、镇静钢：B、甲 类钢：A、T8：特8、GCr15：滚珠 ◆合结钢、弹簧钢，如：20CrMnTi 60SiMn、（用万分之几表示C含量） ◆不锈钢、合金工具钢（用千分之几表示C含量），如：1Cr18Ni9 千分之一（即0.1%C）,不锈 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如 0Cr17Ni13Mo 国际不锈钢标示方法 美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中： ①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示， ②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。例如，某 些较普通的奥氏体不锈钢是以201、 304、 316以及310为 标记， ③铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢是以 410、420以及440C为标记，双相（奥氏体－铁素体），
2205双相不锈钢焊接和焊后热处理工艺研究摘要：采用了等离子弧焊（PAW）打底+钨极氩弧焊（TIG）盖面和等离子弧焊（PAW）打底+熔化极氩弧焊（MIG）盖面两种焊接工艺焊接2205双相不锈钢，并对焊接接头进行了固溶处理，对采用两种焊接工艺的焊件进行金相组织、铁素体-奥氏体两相比例、力学性能以及耐点腐蚀性检测。结果表明，两种焊接工艺都可以保证焊接接头的各项性能均能满足技术要求，TIG焊盖面的焊接接头铁素体含量低于MIG 焊盖面，且冲击韧性也于优于MIG焊盖面，而MIG焊盖面的焊接接头的耐点腐蚀性能优于TIG焊盖面。 关键词：2205双相不锈钢TIG焊MIG焊力学性能点腐蚀 一、引言 双相不锈钢是由奥氏体和铁素体两相组成，当两相比例约为50％时，双相不锈钢将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，使其兼具奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点。 2205双相不锈钢是20世纪70年代首先由瑞典研制成功，材料牌号为SAF2205，属于第二代双相不锈钢。中国在80年代初开始研究相当SAF2205的00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢，它是一种典型的含N、超低碳、双相铁素体—奥氏体不锈钢，它具有较高的屈服强度（为奥氏体不锈钢的二倍）及良好的塑性，有良好的低温冲击性能，优良的耐应力腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀性能；与奥氏体不锈钢相比，具有导热系数大、线膨胀系数小、可焊性好、热裂倾向小、钢中含镍量较小、价格相对便宜等优点，使其广泛应用于化工、石油能源及海洋等领域，是目前应用最普遍的双相不锈钢材料。 本实验分别采用了两种不同焊接方法进行对比，在焊后对焊接接送进行了热处理，研究了焊接和热影响区组织及性能变化和奥氏体-铁素体相比例对其的影响。 二、实验材料和实验方法 1、实验材料 实验采用太原钢铁公司生的2205双相不锈钢，其化学成分和力学性能如表1和表2所示。2205双相不锈钢试板的尺寸为160mm×320mm×10mm。 表1 2205双相不锈钢的化学成分（质量分数，％） 表2 2205双相不锈钢的力学性能 2、焊接工艺 2205双相不锈钢焊接的关键是保证焊接接头具有良好的力学性能和耐腐蚀性能，而双相不锈钢性能的发挥依赖于合理的奥氏体和铁素体两相比例，因此需要通过严格的控制焊接工艺，控制焊接接头的两相比例，以使其得到与母材金属相近的各项性能。 （1）焊接方法 2205双相不锈钢可以采用多种焊接方法，本试验对两种不锈钢焊接方法进行研究对比，即：等离子弧焊（PAW）打底+钨极氩弧焊（TIG）盖面和等离子弧焊（PAW）打底+熔化极氩弧焊（MIG）盖面。打底采用等离子焊，保证单面焊双面成型。盖面采用自动氩弧焊，按多层焊接规定的顺序，多层数施焊，每次堆焊应清理焊道。
0Cr18Ni9作为不锈钢耐热钢使用最广泛，用于食品用设备，一般化工设备，原子能用工业设备。通俗的讲0Cr18Ni9就是304不锈钢板，0Cr18Ni9Ti就是321，一个是国标，一个是美标。321是因为原来冶炼技术不好，无法降低碳含量才研制的，现在因冶炼技术的提高，超低碳钢冶炼已经很平常，所以321有被淘汰的趋势。目前321的产量已经很少了。只有一些军工还在使用。0Cr18Ni9钢(AISI304)是奥氏体不锈钢，是在最初发明的18-8型奥氏体不锈钢的基础上发展演变的钢种，该钢是不锈钢的主体钢种，其产量约占不锈钢总产量曲30%以上。由于此钢具有奥氏体结构，它不可能通过热处理手段予以强化，只能采用冷变形方式达到提高强度的目的。钢的奥氏体结构赋予了它的良好冷、热加工性能、无磁性和好的低温性能。0Cr18Ni9钢薄截面尺寸的焊接件具有足够的耐晶间腐蚀能力，在氧化性酸(HNO3)中具有优良的耐蚀性，在碱溶液和大部分有机酸和无机酸中以及大气、水、蒸汽中耐蚀性亦佳。 0Cr18Ni9钢的良好性能，使其成为应用量最大、使用范围最广的不锈钢牌号，此钢适于制造深冲成型的部件以及输送腐蚀介质管道、容器，结构件等，0Cr18Ni9亦可用子制造无磁、低温设备和部件。 0Cr19Ni10(AISI304L)是在0Cr18Ni9基础上，通过降低碳和稍许提高含镍量的超低碳型奥氏体不锈钢。此钢是为了解决因Cr23C6析出致使0Cr18Ni9钢在一些条件下存在严重的晶间腐蚀倾向而发展的。在开发初期，因冶金生产降碳较难，一度曾妨碍了它的广泛应用，在20世纪70年代新的二次精炼方法AOD和VOD工艺成功用于生产后，此钢才真正得到广泛应用。与0Cr18Ni9比较，此钢强度稍低，但其敏化态耐晶间腐蚀能力显著优于0Cr18Ni9。除强度外，此钢的其他性能同于0Cr18Ni9。它主要用于需焊接且焊后又不能进行面溶处理的耐蚀设备和部件。上述两个钢种，在易产生应力腐蚀环境和产生点蚀和缝隙腐蚀的条件下，在选用时应慎重。[1] 特性 具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能，冲压弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无磁性。 用途 家庭用品、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业、船舶部件。 化学成份
一、不锈钢的定义 在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合 金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。 从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。 为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。 二、不锈钢的种类 不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成，各元素的加入量变化的不同，而开发各种用途的钢种。 1．以化学成分分类： ①． CR系列：铁素体系列、马氏体系列 ②． CR-NI系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。
2．以金相组织的分类： ①．奥氏体不锈钢 ②．铁素体不锈钢 ③．马氏体不锈钢 ④．双相不锈钢 ⑤．沉淀硬化不锈钢 3．不锈钢的表面类别 现在不锈钢的发展，已使不锈钢的耐蚀性、外观、加工性、强度等特性远远超过其它材料，而且，不锈钢的许多表面处理法，可以取得丰富多彩的颜色及形状，这为不锈钢的发展作出很大的贡献。 不锈钢制造过程中的表面处理法以及机械研磨表面处理法
4．不锈钢的缺陷类别 分类个 数 典型缺陷 共同缺 陷 原料缺 陷28 金属球痕，大理石纹，纵向发裂 划伤，异 物压入，
冷轧缺 陷30 辊印，辊表面粗糙，辊振动痕，鱼 尾纹，微细皱纹，浪型缺陷，垫纸 压入 污染，折 痕，卷取 不良 退火酸 洗32 过酸洗，退火酸洗，欠酸洗，欠退 火，点蚀，锈，刷辊痕，橡胶残留， 白斑，酸洗液残留，炉内停止 精整缺 陷 30 脱脂不良，研磨不匀，条纹，毛边 5．钢的分类方法 5-1 按化学成分分类： ◆碳素钢 ◆合金钢：低合金钢：合金元素≤5% 高合金钢：合金元素≥10% 中合金钢：合金元素 5%—10% 注：不锈钢为高合金钢。 5-2 按质量分类： ①普通钢 ②优质钢 ③高级优质（A）
马氏体不锈钢 马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。 马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件：一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在，在该区域温度范围内进行长时间加热，使碳化物固溶到钢中之后，进行淬火形成马氏体，也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区，二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。按合金元素的差别，可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。 马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分，如Cr大于13%时，不存在γ相，此类合金为单相铁素体合金，在任何热处理制度下也不能产生马氏体，为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，以扩大γ相区，对于马氏体铬不锈钢来说，C、N是有效元素，C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。在马氏体铬不锈钢中，除铬外，C是另一个最重要的必备元素，事实上，马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。当然，还有其他元素，利用这些元素，可根据Schaeffler图确定大致的组织。 铬是马氏体铬不锈钢最重要的合金元素。铬是铁素体形成元素，足够的铬可使钢变成单一的铁素体不锈钢，铬和碳的相互作用使钢在高温时具有稳定的γ 或γ+α相区，铬可以降低奥氏体向铁素体和碳化物的转变速度，从而提高淬透性；在大气H2S及氧化性酸介质中。它能提高钢的耐蚀性能，这与铬能促使生成一层铬的氧化物保护膜有关，但在还原介质中，随着铬含量的提高，钢的耐蚀性下降；铬含量的提高，钢的抗氧化性能也明显提高。 碳是马氏体铬不锈钢另一重要的合金元素。为了产生马氏体相变，碳含量要视钢中的铬含量而定，一般充分考虑碳、铬两者相互关系及碳的溶解极限(见图1-5)。在给定的铬量下，碳含理提高，强度、硬度提高，塑性降低，耐蚀性下降。
双相不锈钢 所谓双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，一般量少相的含量也需要达到30%。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。 (性能特点 由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，正是这些优越的性能使双相不锈钢作为可焊接的结构材料发展迅速，80年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。双相不锈钢有以下性能特点： （1）含钼双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。一般18-8型奥氏体不锈钢在60°C以上中性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀断裂，在微量氯化物及硫化氢工业介质中用这类不锈钢制造的热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀断裂的倾向，而双相不锈钢却有良好的抵抗能力。 （2）含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀抗力当量值（PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%）时，双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿。双相不锈钢与奥氏体不锈钢耐孔蚀性能与AISI 316L相当。含25%Cr的，尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了AISI 316L。 （3）具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。在某些腐蚀介质的条件下，适用于制作泵、阀等动力设备。 （4）综合力学性能好。有较高的强度和疲劳强度，屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的2倍。固溶态的延伸率达到25%，韧性值AK（V型槽口）在100J以上。 （5）可焊性良好，热裂倾向小，一般焊前不需预热，焊后不需热处理，可与18-8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。 （6）含低铬（18%Cr）的双相不锈钢热加工温度范围比18-8型奥氏体不锈钢宽，抗力小，可不经过锻造，直接轧制开坯生产钢板。含高铬（25%Cr）的双相不锈钢热加工比奥氏体不锈钢略显困难，可以生产板、管和丝等产品。 （7）冷加工时比18-8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大，在管、板承受变形初期，需施加较大应力才能变形。 （8）与奥氏体不锈钢相比，导热系数大，线膨胀系数小，适合用作设备的衬里和生产复合板。也适合制作热交换器的管芯，换热效率比奥氏体不锈钢高。 （9）仍有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向，不宜用在高于300°C的工作条件。双相不锈钢中含铬量愈低，σ等脆性相的危害性也愈小。 (概念解析 双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，简称DSS），指铁素体与奥氏体各约占50%，，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。 (诞生和发展 双相不锈钢从20世纪40年代在美国诞生以来，已经发展到第三代。它的主要特点是屈
4.4 马氏体不锈钢 4.4.1、常用马氏体不锈钢的钢号、化学成分和性能特点。 1、Cr13型 （1）此类钢的化学成分见表2-8 表2-8 1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13钢的化学成分，%① ①GB1220-92 (2)力学性能 1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13 钢的力学性能分别见表2-9至表2-16。 表2-9 1Cr13钢的室温力学性能 ①摘自GB1220，硬度为退火或高温回火后的数值②实际生产检验值，钢材截面尺寸≤60mm 表2-10 1Cr13钢的高温力学性能
表2-11 2Cr13钢的室温力学性能 ①摘自GB1220，硬度为退火或高温回火后的数值； ②实际生产检验值，钢材截面尺寸≤60mm，硬度为退火后硬度值。 表2-12 2Cr13钢的高温力学性能
表2-13 3Cr13钢的室温力学性能 ①摘自GB1220，括号内硬度系退火或高温回火后的布氏硬度；②实际生产检验值。 表2-14 3Cr13钢的高温力学性能 表2-15 4Cr13钢的室温力学性能
①摘自GB1220；②实际生产检验值。 表2-16 4Cr13钢的高温力学性能 （3）耐蚀性能 1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13 钢均具有不锈性。在室温的稀硝酸以及弱有机酸中也有一定耐蚀性。1Cr13和2Cr13钢在某些介质中的耐蚀性能见表2-17和表2-18 表2-17 1Cr13钢的耐蚀性能
表2-18 2Cr13钢的耐蚀性能
（4）工艺性能 包括冷、热加工性能、热处理性能及焊接性能。1Cr13钢的冷塑性及深冲性、抛光性和切削加工性能均良好，其板材厚度与深冲度的关系见图2-49。它的热加工温度以850-1200℃为宜，随后需灰冷或砂冷。它的焊接性能与0Cr13相近，焊后若焊缝需进行机加工时，应进行退火处理。1Cr13钢的热处理工艺见表2-19。 图2-49 表2-19 1Cr13钢的热处理工艺 2Cr13钢冷塑性变形性能、深拉和深冲性以及切削加工性均尚好，它的热加工温度以850-1200℃为宜，随后需砂冷或及时进行退火处理。它的热处理工艺见表2-20。此钢焊后硬化倾向大，易出现裂纹。若用Cr202,Cr207等焊条焊接时，焊前需经250-350℃预热，焊后需在700-730℃回火，若用奥107，奥207等焊条焊接，则可不进行焊后热处理。 表2-20 2Cr13钢的热处理工艺 3Cr13钢由于碳含量高，故冷变形性能较1Cr13,2Cr13钢为差，但其热加工并无困难，热变形适宜温度为850-1200℃，随后需缓冷并及时退火。3Cr13钢的软化退火与淬火工艺与1Cr13,2Cr13相同，但回火温度较低，一般为200-300℃。由于3Cr13钢可焊性差，一般情况下它不用于焊接。 4Cr13钢的热加工温度与1Cr13，2Cr13，3Cr13相同。但其冷加工性能较3Cr13更差。热处理时退火温度为750-800℃，随后炉冷；淬火温度为1050-1100℃，然后油冷；回火工艺与3Cr13钢相同。此钢的可焊性很差，一般不用于焊接。 （5）物理性能 Cr13型不锈钢的物理性能见表2-21，它们的临界温度（℃）为： 钢号 Ac 1 Ac 3 Ar 3 Ar 1 Ms 1Cr13 730 850 820 700 340 2Cr13 820 950 - 780 - 3Cr13 820 - - 780 240 4Cr13 820 - - - 270 表2-21 Cr13型不锈钢的物理性能
不锈钢的常见种类、型号及性能 200 系列—铬-镍-锰奥氏体不锈钢 300 系列—铬-镍奥氏体不锈钢 型号 301—延展性好，用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。 型号 302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。 型号 303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。 型号 304—通用型号；即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。 型号 309—较之304有更好的耐温性。 型号 316—继304之後，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。 型号 321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。 400 系列—铁素体和马氏体不锈钢 型号 408—耐热性好，弱抗腐蚀性，11%的Cr，8%的Ni。 型号 409—最廉价的型号（英美），通常用作汽车排气管，属铁素体不锈钢（铬钢）。 型号 410—马氏体（高强度铬钢），耐磨性好，抗腐蚀性较差。 型号 416—添加了硫改善了材料的加工性能。 型号 420—“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具，可以做的非常光亮。 型号 430—铁素体不锈钢，装饰用，例如用于汽车饰品。良好的成型性，但耐温性和抗腐蚀性要差。 型号 440—高强度刃具钢，含碳稍高，经过适当的热处理後可以获得较高屈服强度，硬度可以达到58HRC，属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有三种：440A、440B、440C，另外还有440F（易加工型）。 500 系列—耐热铬合金钢。 600 系列—马氏体沉淀硬化不锈钢。 型号 630—最常用的沉淀硬化不锈钢型号，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。 不锈钢的分类、主要成分及机械工艺性能比较 不锈钢按主要化学组成可分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬锰氮不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等；按钢的性能特点和用途分类，如耐硝酸（硝酸级）不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力不锈钢、高强度不锈钢等。 按钢的功能特点分类，如低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢，超塑性不锈钢等。通常以金相组织进行分类。按金相组织分类为：铁素体(F)型不锈钢、马氏体(M)型不锈钢、奥氏体(A)型不锈钢、奥氏体-铁素体(A-F)型双相不锈钢、奥氏体-马氏体(A-M)型双相不锈钢和沉淀硬化(PH)型不锈钢。 以下是具体的不锈钢的分类、主要成分及机械工艺性能比较： 分类大概成分(%) 淬火性耐蚀性加工性可焊接性磁性 C Cr Ni 铁素体系 0.35以下 16-27 - 无佳尚佳尚可有
2205不锈钢 2205不锈钢 双相不锈钢2205合金是由21％铬,2.5％钼及4.5％镍氮合金构成的复式不锈钢。它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。 特点： 1.双相不锈钢2205合金与316L和317L奥氏体不锈钢相比,2205合金在抗斑蚀及裂隙腐蚀方面的性能更优越,它具有很高的抗腐蚀能力,与奥氏体相比,它的热膨胀 系数更低,导热性更高。 2.双相不锈钢2205合金与奥氏体不锈钢相比,它的耐压强度是其两倍,与316L和317L相比,设计者可以减轻其重量。2205合金特别适用于—50°F/+600°F温度范围内,在严格限制的情况下(尤其对于焊接结构),也可以用于更低的温度。 化学成分：C≤0.030 Mn≤2.00 Si≤1.00 p≤0.030 S≤0.020 Cr 22.0～23.0 Ni 4.5～6.5 Mo3.0～3.5 N0.14～0.20(奥氏体-铁素体型） 性能补充：[1]主要成分：22Cr-5.3Ni-3.2Mo-0.16N；各国标准：NAS 329J3L、UNS S32205/S31803、DIN/EN 1.4462、ASTM A240、ASME SA-240；机械性能：抗拉强度：σb≥640Mpa；延伸率：δ≥25%；典型工况：20%稀硫酸，60℃以下，年腐蚀率＜0.1mm；配套焊丝：ER2209。 2205双相不锈钢焊接和焊后热处理工艺研究 资料2009-04-05 15:53:32 阅读648 评论0 字号：大中小 摘要：采用了等离子弧焊（PAW）打底+钨极氩弧焊（TIG）盖面和等离子弧焊（PAW）打底+熔化极氩弧焊（MIG）盖面两种焊接工艺焊接2205双相不锈钢，并对焊接接头进行了固溶处理，对采用两种焊接工艺的焊件进行金相组织、铁素体-奥氏体两相比例、力学性能以及耐点腐蚀性检测。结果表明，两种焊接工艺都可以保证焊接接头的各项性能均能满足技术要求，TIG焊盖面的焊接接头铁素体含量低于MIG焊盖面，且冲击韧性也于优于MIG焊盖面，而MIG焊盖面的焊接接头的耐点腐蚀性能优于TIG焊盖面。 关键词：2205双相不锈钢TIG焊MIG焊力学性能点腐蚀 一、引言 双相不锈钢是由奥氏体和铁素体两相组成，当两相比例约为50％时，双相不锈钢将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，使其兼 具奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点。 2205双相不锈钢是20世纪70年代首先由瑞典研制成功，材料牌号为SAF2205，属于第二代双相不锈钢。中国在80年代初开始研究相当SAF2205的00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢，它是一种典型的含N、超低碳、双相铁素体—奥氏体不锈钢，它具有较高的屈服强度（为奥氏体不锈钢的二倍）及良好的塑性，有良好的低温冲击性能，优良的耐应力腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀性能；与奥氏体不锈钢相
304不锈钢是按照美国ASTM标准生产出来的不锈钢的一个牌号。304相当于我国的0Cr19Ni9 (0Cr18Ni9)不锈钢。304含铬19%，含镍9%。 316：对应中国的牌号0Cr17Ni12Mo2 316L：对应中国的牌号00Cr17Ni14Mo2 316L钢是316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗腐蚀性更好。 316和317不锈钢是含钼不锈钢种。317不锈钢中的钼含量略高明于316不锈钢.由于钢中钼，该钢种总的性能优于310和304不锈钢，高温条件下，当硫酸的浓度低于15％和高于85％时，316不锈钢具有广泛的用途。316不锈钢还具有良好的而氯化物侵蚀的性能，所以通常用于海洋环境。 316L不锈钢的最大碳含量0.03, 可用于焊接后不能进行退火和需要最大耐腐蚀性的用途中。 耐腐蚀性能优于304不锈钢，在浆和造纸的生产过程中具有良好的耐腐蚀的性能。而且316不锈钢还耐海洋和侵蚀性工业大气的侵蚀。316不锈钢具有良好的焊接性能。可采用所有标准的焊接方法进行焊接。焊接时可根据用途，分别采用316Cb、316L或309Cb不锈钢填料棒或焊条进行焊接。为获得最佳的耐腐蚀性能，316不锈钢钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。如果使用316L不锈钢，不需要进行焊后退火处理。 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。
马氏体不锈钢 1、什么是不锈钢 不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢;而将耐化学介质腐蚀(酸、碱、盐等化学浸蚀)的钢种称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。 2、分类 不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。 1、铁素体不锈钢：含铬12%～30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等。 2、奥氏体不锈钢：含铬大于18%，还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的Wc<0.08%，
钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性能，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷，以获得单相奥氏体组织。 3、奥氏体- 铁素体双相不锈钢：兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。 4、马氏体不锈钢：强度高，但塑性和可焊性较差。马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。 5、沉淀硬化不锈钢：基体为奥氏体或马氏体组织，沉淀硬化不锈钢的常用牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通过沉淀硬化（又称
不锈钢适用范围 304 18Cr-8Ni 作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196℃~800℃）。家庭用品（1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸），汽车配件（风挡雨刷、消声器、模制品），医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船舶部件 304L 18Cr-8Ni-低碳作为低C的304钢，在一般状态下，其耐蚀性与304刚相似，但在焊接后或者消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀；在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性，使用温度-196℃~800℃。应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器，建材耐热零件及热处理有困难的零件304Cu 13Cr-7.7Ni-2Cu 因添加Cu其成型性，特别是拔丝性和抗时效裂纹性好，故可进行复杂形状的产品成形；其耐腐蚀性与304相同。保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。 304N1 18Cr-8Ni-N 在304钢的基础上，减少了S、Mn含量，添加N元素，防止塑性降低，提高强度，减少钢材厚度。构件、路灯、贮水罐、水管 304N2 18Cr-8Ni-N 与304相比，添加了N、Nb，为结构件用的高强度钢。构件、路灯、贮水罐 316 18Cr-12Ni-2.5Mo 因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）。海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母 316L 18Cr-12Ni-2.5Mo低碳作为316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗晶界腐蚀性优。316钢的用途中，对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品。321 18Cr-9Ni-Ti 在304钢中添加Ti元素来防止晶界腐蚀；适合于在430℃-900℃温度下使用。航空器、排气管、锅炉汽包 409L 11.3Cr-0.17Ti-低C、N 因添加了Ti元素，故其高温耐蚀性及高温强度较好。汽车排气管、热交换机、集装箱等在焊接后不热处理的产品。 410L 13Cr-低C 在410钢的基础上，降低了含C量，其加工性，抗焊接变形，耐高温氧化性优秀。机械构造用件，发动机排气管，锅炉燃烧室，燃烧器。 430 16Cr 作为铁素体钢的代表钢种，热膨胀率抵，成形性及耐氧化性优。耐热器具、燃烧器、家电产品、2类餐具、厨房洗涤槽、外部装饰材料、螺栓、螺母、CD杆、筛网 430J1L
第一章中国 一、不锈钢和耐热钢牌号及化学成分(GB/T20878—2007)1 二、部分不锈钢和耐热钢的物理性能(GB/T20878—2007)19 三、不锈钢的特性和用途(GB/T1220—2007)29 四、耐热钢的特性和用途(GB/T1221—2007)40 五、不锈钢棒(GB/T1220—2007)44 六、不锈钢冷加工钢棒(GB/T4226—1984)63 七、不锈钢热轧等边角钢(YB/T5309—2006)65 八、不锈钢盘条(GB/T4356—2002)67 九、焊接用不锈钢盘条(GB/T4241—2006)72 十、不锈钢热轧钢板和钢带(GB/T4237—2007)78 十一、不锈钢冷轧钢板和钢带(GB/T3280—2007)94 十二、弹簧用不锈钢冷轧钢带(YB/T5310—2006)116 十三、彩色显像管弹簧用不锈钢冷轧钢带(YB/T110—1997)118 十四、磁头用不锈钢冷轧钢带(YB/T085—1996)118 十五、手表用不锈钢冷轧钢带(YB/T5133—1993)119 十六、针管用不锈钢精密冷轧钢带(GB/T21074—2007)120 十七、外科器械金属材料，第1部分：不锈钢(YY/T02941—2005) 122 十八、外科植入物金属材料，第9部分：锻造高氮不锈钢(YY06059—2007)126 十九、不锈钢涂层薄钢板和钢带(YB/T12—1983)127
二十、不锈钢复合钢板和钢带(GB/T8165—1997)128 二十一、不锈复合钢冷轧薄钢板和钢带(GB/T17102—1997)130 二十二、钛不锈钢复合板(GB/T8546—2007)131 二十三、结构用不锈钢无缝钢管(GB/T14975—2002)132 二十四、锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管(GB13296—2007)138二十五、不锈钢小直径无缝钢管(GB/T3090—2000)143 二十六、流体输送用不锈钢无缝钢管(GB/T14976—2002)144 二十七、不锈钢卡压式管件连接用薄壁不锈钢管(GB/T192282—2003)149 二十八、机械结构用不锈钢焊接钢管(GB/T12770—2002)150 二十九、装饰用焊接不锈钢管(GB/T18705—2002)153 三十、建筑装饰用不锈钢焊接管材(JG/T3030—1995)167 三十一、不锈钢复合管(GB/T18704—2002)162 三十二、内衬不锈钢复合钢管(CJ/T192—2004)165 三十三、S型钎焊不锈钢金属软管(GB/T3642—1983)167 三十四、不锈钢丝(GB/T4240—1993)168 三十五、焊接用不锈钢丝(YB/T5092—2005)170 三十六、冷顶锻用不锈钢丝(GB/T4232—1993)176 三十七、不锈钢丝绳(GB/T9944—2002)177 三十八、工程结构用中、高强度不锈钢铸件(GB/T6967—1986)182三十九、一般用途耐蚀钢铸件(GB/T2100—2002)184 四十、大型不锈钢铸件(JB/T6405—1992)187