Produktbeschreibung
Alloy 2205 (UNS S32305/S31803) ist eine Duplex-Edelstahlplatte, die eine Kombination aus ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, hoher Festigkeit und guter Schlagzähigkeit bietet. Hier sind einige wichtige Punkte zur Duplex-Edelstahlplatte der Legierung 2205: Legierung 2205 besteht aus 22 % Chrom, 3 % Molybdän, 5-6 % Nickel und Stickstoff als Legierungselemente. Die Duplex-Mikrostruktur der Legierung mit einer ausgewogenen Kombination aus Ferrit- und Austenitphasen trägt zu ihren einzigartigen Eigenschaften bei. Die Legierung 2205 bietet im Vergleich zu austenitischen Edelstählen wie 316L oder 317L eine überlegene Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion in einer Vielzahl von korrosiven Medien. Es weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen allgemeine Korrosion und lokale Korrosion auf, wodurch es für Anwendungen in aggressiven Umgebungen geeignet ist. Die Legierung 2205 bietet eine hohe Festigkeit, so dass sie schweren Lasten und Drücken standhält. Es weist eine hervorragende Schlagzähigkeit auf, wodurch es auch bei niedrigen Temperaturen spröde bruchfest ist. Die Legierung besitzt hohe Korrosions- und Erosionsermüdungseigenschaften und eignet sich daher für Anwendungen, die zyklischen Belastungen und korrosiven Umgebungen ausgesetzt sind. Die Legierung 2205 hat im Vergleich zu austenitischen Edelstählen eine geringere Wärmeausdehnung, was in bestimmten Anwendungen von Vorteil sein kann. Es weist auch eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf, was eine effiziente Wärmeübertragung ermöglicht. Die Duplex-Edelstahlplatte alloy 2205 findet Anwendung in verschiedenen Branchen, darunter chemische Verarbeitung, Öl und Gas, Zellstoff und Papier sowie Meeresumgebungen. Es wird häufig in Geräten wie Druckbehältern, Wärmetauschern, Rohren und Strukturkomponenten verwendet. Wie immer ist es wichtig, spezifische Betriebsbedingungen zu berücksichtigen und sich mit Materialingenieuren oder Legierungsherstellern zu beraten, um genaue Anleitungen zur Verwendung, Herstellung und Kompatibilität von Alloy 2205 in bestimmten Anwendungen und Umgebungen zu erhalten.
Anträge
- Druckbehälter, Tanks, Rohrleitungen und Wärmetauscher in der chemischen Prozessindustrie
- Rohrleitungen, Rohre und Wärmetauscher für die Handhabung von Gas und Öl
- Systeme zur Abwasserwäsche
- Fermenter, Bleichanlagen und Flurförderzeuge für die Zellstoff- und Papierindustrie
- Rotoren, Lüfter, Wellen und Presswalzen, die eine Kombination aus Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern
- Ladetanks für Schiffe und LKW
- Anlagen für die Lebensmittelverarbeitung
- Anlagen für Biokraftstoffe
Normen
ASTM/ASME........... A240 UNS S32205/S31803EURONORM........... 1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3
AFNOR................... Z3 CrNi 22.05 AZ
GETÖSE......................... W. Nr 1.4462
Allgemeine Eigenschaften
Die Duplex-Edelstahlplatte alloy 2205 bietet eine Reihe von vorteilhaften Eigenschaften. Hier sind einige zusätzliche Details:Zusammensetzung:Legierung 2205 besteht aus 22% Chrom, 3% Molybdän, 5-6% Nickel und Stickstoff als Legierungselemente. Die Duplex-Mikrostruktur, die sowohl aus Ferrit- als auch aus Austenitphasen besteht, trägt zu seinen einzigartigen Eigenschaften bei.
Korrosionsbeständigkeit:
Die Legierung 2205 bietet im Vergleich zu austenitischen Edelstählen wie 316L oder 317L in den meisten korrosiven Umgebungen eine überlegene Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion.
Es weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen allgemeine Korrosion und lokale Korrosion auf, wodurch es für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet ist.
Mechanische Eigenschaften:
Die Streckgrenze von Alloy 2205 ist etwa doppelt so hoch wie die von austenitischen Edelstählen, was Gewichtseinsparungen und Kostenwettbewerbsfähigkeit ermöglicht.
Die Legierung besitzt eine hohe Festigkeit und eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit, wodurch sie für anspruchsvolle Anwendungen geeignet ist.
Ermüdungseigenschaften:
Die Legierung 2205 bietet hohe Korrosions- und Erosionsermüdungseigenschaften und eignet sich daher für Anwendungen, die zyklischen Belastungen und korrosiven Umgebungen ausgesetzt sind.
Thermische Eigenschaften:
Die Legierung 2205 hat im Vergleich zu austenitischen Edelstählen eine geringere Wärmeausdehnung und eine höhere Wärmeleitfähigkeit, was bei bestimmten Anwendungen von Vorteil sein kann.
Temperaturbereich:
Alloy 2205 eignet sich besonders für Anwendungen im Temperaturbereich von -46 °C bis +316 °C (-50 °F bis +600 °F). Während die Legierung für Temperaturen außerhalb dieses Bereichs in Betracht gezogen werden kann, können einige Einschränkungen gelten, insbesondere für geschweißte Strukturen.
Die Duplex-Edelstahlplatte alloy 2205 findet Anwendung in verschiedenen Branchen, darunter chemische Verarbeitung, Öl und Gas, Zellstoff und Papier sowie Meeresumgebungen. Es wird häufig in Geräten wie Druckbehältern, Wärmetauschern, Rohren und Strukturkomponenten verwendet.
Korrosionsbeständigkeit
Allgemeine Korrosion
Aufgrund ihres hohen Gehalts an Chrom (22 %), Molybdän (3 %) und Stickstoff (0,18 %) sind die Korrosionsbeständigkeitseigenschaften von 2205 Duplex-Edelstahlplatten in den meisten Umgebungen denen von 316L oder 317L überlegen.
Lokalisierte Korrosionsbeständigkeit
Das Chrom, Molybdän und Stickstoff in der Duplex-Edelstahlplatte 2205 bietet auch eine hervorragende Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion, selbst in stark oxidierenden und sauren Lösungen.
Beständigkeit gegen Spannungskorrosion
Die Duplex-Mikrostruktur ist dafür bekannt, die Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion von rostfreien Stählen zu verbessern.
Chlorid-Spannungsrisskorrosion von austenitischen Edelstählen kann auftreten, wenn die erforderlichen Bedingungen für Temperatur, Zugspannung, Sauerstoff und Chloride vorhanden sind. Da diese Bedingungen nicht leicht zu kontrollieren sind, war Spannungsrisskorrosion oft ein Hindernis für die Verwendung von 304L, 316L oder 317L.
Beständigkeit gegen Korrosionsermüdung
Die Duplex-Edelstahlplatte alloy 2205 kombiniert hohe Festigkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit, um eine hohe Korrosionsermüdungsfestigkeit zu erzeugen. Anwendungen, bei denen Verarbeitungsanlagen sowohl einer aggressiv korrosiven Umgebung als auch einer zyklischen Belastung ausgesetzt sind, können von den Eigenschaften der 2205 Duplex-Edelstahlplatte profitieren.
Allgemeine Korrosion im Nassprozess Phosphorsäuren
|
Korrosionsrate, ipy |
||||||||
|
Grad |
Lösung A, 1401/4F |
Lösung B, 1201/4F |
||||||
|
2205 |
3.1 |
3.9 |
||||||
|
316L |
>200 |
>200 |
||||||
|
904L |
47 |
6.3 |
||||||
|
Zusammensetzung, Gew.-% |
||||||||
|
P2O5-KARTON |
Hcl |
HF |
H2SO4-KARTON |
Fe2O3 |
Al203-KARTON |
SiO2-KARTON |
CaO |
MgO |
|
Sol A 54.0 |
0.06 |
1.1 |
4.1 |
0.27 |
0.17 |
0.10 |
0.20 |
0.70 |
|
Sol B 27.5 |
0.34 |
1.3 |
1.72 |
0.4 |
0.001 |
0.3 |
0.02 |
— |
Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion
|
|
Siedend |
Docht |
Siedend |
|
Grad |
42% MgCl2 |
Test |
25% NaCl |
|
2205 |
F |
P |
P |
|
254 SMO® |
F |
P |
P |
|
Typ 316L |
F |
F |
F |
|
Typ 317L |
F |
F |
F |
|
Legierung 904L |
F |
P oder F |
P oder F |
|
Legierung 20 |
F |
P |
P |
(p = bestanden, f = nicht bestanden)
Chemische Analyse
Typische Werte (Gewichtung %)
|
Kohlenstoff |
Chrom |
Nickel |
Molybdän |
Stickstoff |
Andere |
|
0.020 |
22.1 |
5.6 |
3.1 |
0.18 |
S=0,001 |
|
PREN = [Cr%] = 3,3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 34 |
|||||
Physikalische Eigenschaften
|
Temperatur °F |
|
68 |
212 |
392 |
572 |
|
Dichte |
lb/in3 |
0.278 |
— |
— |
— |
|
Elastizitätsmodul |
psi x 106 |
27.6 |
26.1 |
25.4 |
24.9 |
|
Lineare Ausdehnung (68°F-T) |
10-6/°F |
— |
7.5 |
7.8 |
8.1 |
|
Wärmeleitfähigkeit |
Btu/h ft°F |
8.7 |
9.2 |
9.8 |
10.4 |
|
Wärmekapazität |
Btu/lb ft°F |
0.112 |
0.119 |
0.127 |
0.134 |
|
Elektrischer Widerstand |
Ωin x 10-6 |
33.5 |
35.4 |
37.4 |
39.4 |
Mechanische Eigenschaften
|
|
ASTM A 240 |
Typisch |
|
Streckgrenze 0,2%, ksi |
65 Min. |
74 |
|
Zugfestigkeit, ksi |
90 Min. |
105 |
|
Dehnung, % |
ca. 25 Min. |
30 |
|
Härte RC |
32 max. |
19 |
Zugeigenschaften bei erhöhten Temperaturen
|
Temperatur °F |
122 |
212 |
392 |
572 |
|
Streckgrenze 0,2%, ksi |
60 |
52 |
45 |
41 |
|
Zugfestigkeit, ksi |
96 |
90 |
83 |
81 |
Struktur
Die chemische Analyse von 2205 Duplex-Edelstahlplatten ist optimiert, um eine typische Mikrostruktur von 50 a/50 g nach der Lösungsglühbehandlung bei 1900 °F/1922 °F (1040 °F/1080 °C) zu erhalten.
Beständigkeit gegen Chlorid-Lochfraß
Die Lochfraßbeständigkeit eines austenitischen Edelstahls kann direkt mit der Legierungszusammensetzung in Verbindung gebracht werden, wobei Chrom, Molybdän und Stickstoff einen Gewichtsprozentsatz ausmachen Die Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) verwendet die folgende Formel, um den relativen Lochfraßwiderstand einer Legierung zu messen - je höher die Zahl, desto besser die Lochfraßbeständigkeit.
Verarbeitung
Warmumformung
Es wird empfohlen, nach Möglichkeit unter 600 °F zu formen. Wenn eine Warmumformung erforderlich ist, sollte das Werkstück gleichmäßig erhitzt und im Bereich von 1750 bis 2250 ° F bearbeitet werden. Die Duplex-Edelstahlplatte der Legierung 2205 ist bei diesen Temperaturen recht weich und lässt sich leicht umformen. Oberhalb dieses Bereichs ist 2205 einem Heißriss ausgesetzt. Unmittelbar unterhalb dieses Bereichs wird der Austenit wesentlich stärker als der Ferrit und kann Rissbildung verursachen, eine besondere Gefahr für "kalte" Kanten. Unterhalb von 1700 °F kann es aufgrund der Kombination von Temperatur und Verformung zu einer schnellen Bildung von intermetallischen Phasen kommen. Wann immer eine Warmumformung durchgeführt wird, sollte ein Volllösungsglühen bei mindestens 1900 °F und ein schnelles Abschrecken folgen, um das Phasengleichgewicht, die Zähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen. Stressabbau ist nicht erforderlich oder wird nicht empfohlen; Wenn dies jedoch erforderlich ist, sollte das Material bei mindestens 1900 °F vollständig geglüht werden, gefolgt von einer schnellen Abkühlung oder Wasserabschreckung.
Kaltumformung
Die Duplex-Edelstahlplatte aus Legierung 2205 lässt sich leicht scheren und kalt umformen, und zwar auf Geräten, die für die Bearbeitung von rostfreien Stählen geeignet sind. Aufgrund der hohen Festigkeit und der schnellen Kaltverfestigung von 2205 Duplex-Edelstahlblechen sind jedoch wesentlich höhere Kräfte als bei austenitischen Stählen erforderlich, um sie kalt zu umformen. Auch wegen der hohen Festigkeit muss eine etwas größere Rückfederung berücksichtigt werden.
Wärmebehandlung
Die Duplex-Edelstahlplatte der Legierung 2205 sollte bei mindestens 1900 ° F geglüht werden, gefolgt von einer schnellen Abkühlung, idealerweise durch Wasserabschreckung. Diese Behandlung gilt sowohl für das Lösungsglühen als auch für das Spannungsarmglühen. Spannungsabbaubehandlungen bei niedrigeren Temperaturen bergen das Risiko der Ausfällung schädlicher intermetallischer oder nichtmetallischer Phasen.
Bearbeitbarkeit
Mit Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl kann die Duplex-Edelstahlplatte 2205 mit den gleichen Vorschüben und Geschwindigkeiten wie die Legierung 316L bearbeitet werden. Bei der Verwendung von Hartmetallwerkzeugen sollten die Schnittgeschwindigkeiten um etwa 20 % im Vergleich zu den Geschwindigkeiten für Alloy 316L reduziert werden. Leistungsstarke Maschinen und eine starre Lagerung von Werkzeugen und Teilen sind unerlässlich.
Schweißen
Die Duplex-Edelstahlplatte der Legierung 2205 besitzt eine gute Schweißbarkeit. Das Ziel des Schweißens 2205 ist es, dass das Schweißgut und die Wärmeeinflusszone (WEZ) die Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Zähigkeit des Grundmetalls beibehalten. Das Schweißen von 2205 ist nicht schwierig, aber es ist notwendig, Schweißverfahren zu entwerfen, die zu einem günstigen Phasengleichgewicht nach dem Schweißen führen und die Ausscheidung schädlicher intermetallischer oder nichtmetallischer Phasen vermeiden.
Die Duplex-Edelstahlplatte aus Alloy 2205 kann geschweißt werden von: GTAW (WIG); MSG (MIG); SMAW ("Stab"-Elektrode); SÄGE; FCW; und PAW.