瑞典繼開發(fā)出3RE60 雙相不銹鋼后,針對酸性油井井管及管線用材開發(fā)出SAF 2205鋼,之后各國相繼開發(fā)出類似的鋼種,并納入標(biāo)準。SAF 2205鋼自20世紀80年代開始用于油、氣井生產(chǎn),是最早在這方面使用的雙相不銹鋼。我國在80年代初開始研制相當(dāng)于SAF 2205鋼的022Cr22Ni5Mo3N雙相不銹鋼,該鋼在中性氯化物溶液和H2S中的耐應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于022Cr19Ni10(304L)、022Cr17Ni12Mo2(316L)奧氏體不銹鋼。由于含氮,022Cr22Ni5Mo3N鋼的耐點蝕性能好,還有良好的綜合力學(xué)性能,可進行冷、熱加工成形,焊接性能良好,適用于做結(jié)構(gòu)材料,是一種應(yīng)用廣泛的雙相不銹鋼。


  022Cr22Ni5Mo3N 雙相鋼中加入了適量的氮(0.08%~0.20%),可以改善鋼的耐點蝕和耐應(yīng)力腐蝕性能。由于奧氏體含量的提高,有利于穩(wěn)定兩相組織,在高溫加熱或焊接HAZ能確保一定含量的γ相存在,從而提高了焊接HAZ的耐蝕性和力學(xué)性能。


  022Cr22Ni5Mo3N 雙相鋼的熱加工性能較前述022Cr19Ni5Mo3Si2N鋼稍差,其合適的熱加工溫度為1100~1150℃,變形過程中仍保持兩相組織,終止熱加工溫度不小于900~950℃。圖9.85為022Cr22Ni5Mo3N 雙相鋼熱軋板坯不同取向的顯微組織。圖中深色的為α相,淺色的γ相呈條狀分布于α相中,α相與γ相的比例為58:42。


85.jpg


  022Cr22Ni5Mo3N 雙相鋼在固溶狀態(tài)(1020~1100℃水冷)下的α相含量為40%~50%。隨溫度的升高,α相含量逐漸增加,并且晶粒呈等軸狀,直至1300℃仍保留一定量的γ相。該鋼在350~975℃加熱后有Cr2N、σ、x和α'相的析出。該鋼的使用溫度不宜高于300℃。


 022Cr22Ni5Mo3N 雙相鋼在1000~1100℃區(qū)間固溶處理后強度和韌性均較好,至1150℃固溶處理后,強度增高,塑性下降。表9.47為022Cr22Ni5Mo3N鋼固溶處理后的室溫及高溫力學(xué)性能。


表 47.jpg


 022Cr22Ni5Mo3N 雙相鋼有高的屈服強度,其冷加工及冷成形性能不如奧氏體鋼,一般冷變形超過10%,需要固溶退火處理。該鋼的焊接性能良好,熱裂紋傾向低,脆化傾向小。


 022Cr22Ni5Mo3N 雙相鋼在含氯環(huán)境中的耐點蝕性能良好,其耐縫隙腐蝕的性能與022Cr20Ni25Mo4.5Cu高合金奧氏體鋼相當(dāng),但低于Cr25型同樣鉬含量的雙相不銹鋼。022Cr22Ni5Mo3N鋼有很好的耐應(yīng)力腐蝕性能和耐晶間腐蝕性能。在大多數(shù)介質(zhì)中,該鋼的耐均勻腐蝕性能均優(yōu)于304L不銹鋼和316L不銹鋼。該鋼高的力學(xué)性能和耐腐蝕性能的結(jié)合使其具有高的腐蝕疲勞強度。


 022Cr22Ni5Mo3N 雙相鋼是世界各國在雙相不銹鋼中應(yīng)用最普遍的鋼種,應(yīng)用范圍廣泛,主要用于酸性油、氣井生產(chǎn),以及運輸、煉油、化工、化肥、石油化工等領(lǐng)域,大多數(shù)用于制造熱交換器、冷凝冷卻器等易產(chǎn)生點蝕和應(yīng)力腐蝕的受壓設(shè)備,多用于代替304L不銹鋼、316L不銹鋼。


022Cr23Ni5Mo3N 雙相鋼是從022Cr22Ni5Mo3N 雙相鋼派生出的鋼,化學(xué)成分中的鉻、鉬、氮具有更窄的區(qū)間,接近其成分的上限,具有更為穩(wěn)定和較高的性能,其加工工藝與用途同022Cr22Ni5Mo3N 雙相鋼。