2205 مقابل 2507 دوبلكس من الفولاذ المقاوم للصدأ: التركيب والخصائص والاختيار

دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ في لمحة

يجمع الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج بين-بنية مجهرية ثنائية الطور مكونة من أجزاء متساوية تقريبًا من الفريت والأوستينيت. يوفر الهيكل المزدوج قوة إنتاج تقريبًا ضعف قوة الأوستنيتي 304 أو 316، وصلابة جيدة، ومقاومة متميزة للتشقق الناتج عن إجهاد الكلوريد، وهو ما لا يمكن أن توفره درجات الأوستنيتي العادية. الفئتان الأساسيتان للعائلة هما 2205، درجة الطباعة المزدوجة القياسية، و2507، درجة الطباعة المزدوجة الفائقة التي تحتوي على نسبة أعلى من الكروم والموليبدينوم والنيتروجين.

التركيب الكيميائي (ASTM A240)

نطاقات التركيب لكل ASTM A240 لـ UNS S32205 (2205) وUNS S32750 (2507)، بالنسبة المئوية للوزن:

عنصر	2205 (S32205)	2507 (S32750)
الكربون (ج)	0.030 كحد أقصى	0.030 كحد أقصى
المنغنيز (من)	2.00 كحد أقصى	1.20 كحد أقصى
السيليكون (سي)	1.00 كحد أقصى	0.80 كحد أقصى
الفوسفور (ف)	0.030 كحد أقصى	0.035 كحد أقصى
الكبريت (S)	0.020 كحد أقصى	0.020 كحد أقصى
الكروم (الكروم)	22.0-23.0	24.0-26.0
النيكل (ني)	4.5-6.5	6.0-8.0
الموليبدينوم (مو)	3.0-3.5	3.0-5.0
النيتروجين (ن)	0.14-0.20	0.24-0.32

الخواص الميكانيكية (ASTM A240)

ملكية	2205 (S32205)	2507 (S32750)
قوة الخضوع (إزاحة 0.2%)	450 ميجا باسكال دقيقة	550 ميجا باسكال دقيقة
قوة الشد	655 ميجا باسكال دقيقة	795 ميجا باسكال دقيقة
استطالة	25% دقيقة	15% دقيقة
صلابة	293 HBW كحد أقصى	310 اتش بي دبليو كحد أقصى

يؤدي ارتفاع النيتروجين والموليبدينوم 2507 أيضًا إلى زيادة قوة الإثبات، لذلك يمكن غالبًا استبدال الأجزاء الرقيقة بـ 2205 أو التصميمات الأوستنيتي.

مقاومة التآكل وPREN

الرقم المكافئ لمقاومة التنقر، PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N، هو مؤشر الفحص القياسي لمقاومة تأليب الكلوريد . 2205 يصل إلى PREN بحوالي 34، بينما يصل 2507 إلى حوالي 42. في خدمة مياه البحر، يتم قبول 2205 بشكل عام للغمر المستمر حتى 50 درجة مئوية تقريبًا، بينما يوسع 2507 الحد إلى حوالي 60 درجة مئوية بالإضافة إلى ذلك يقاوم الخدمة الحامضة مع كبريتيد الهيدروجين، وهذا هو السبب وراء تخصيص الطباعة المزدوجة الفائقة للإنتاج البحري، والمعدات البحرية ووحدات إزالة الكبريت من غاز المداخن التي تتعامل مع الكلوريد القوي بالإضافة إلى التيارات الحمضية. يقاوم كلا الصفين التشقق الناتج عن إجهاد الكلوريد بشكل أفضل بكثير من 304/316، ويجب أن يكون كلاهما محلولًا صلبًا عند درجة حرارة 1020-1100 درجة مئوية بعد التشكيل الساخن لاستعادة توازن الفريت والأوستينيت.

المعايير ونماذج المنتجات

يتم تغطية كلا الصفين كألواح وألواح بواسطة ASTM A240، وكأنابيب ملحومة وغير ملحومة بواسطة ASTM A789/A790، وكقضبان ومطروقات بواسطة ASTM A276/A182. في النظام الأوروبي، يتوافق 2205 مع EN 1.4462 (X2CrNiMoN22-5-3) و2507 إلى EN 1.4410 (X2CrNiMoN25-7-4) لكل EN 10088-2 وEN 10088-3. يتضمن المعيار الياباني JIS G4304/G4305 درجة النوع 2205 مثل SUS329J3L؛ لا تحتوي تقنية Super duplex على تصنيف JIS مباشر ويتم تحديدها عادةً وفقًا لـ ASTM أو EN. أشكال المنتجات الشائعة هي الألواح والصفائح والأشرطة والأنابيب الملحومة وغير الملحومة والأنابيب والقضبان والتجهيزات والمطروقات.

إرشادات الاختيار

اختر 2205 لمبادلات الحرارة المبردة لمياه البحر، وناقلات المواد الكيميائية، ومحطات تحلية المياه، وهاضمات اللب، والمعالجة الكيميائية العامة التي تتطلب مقاومة الكلوريد والتآكل الإجهادي بتكلفة معتدلة؛ 2205 عادةً ما يكون أرخص بنسبة 30-50% من 2507 للطن.

اختر 2507 للمعدات البحرية السطحية وتحت سطح البحر، وخدمة الغاز عالي الكلور والغاز الحامض، وامتصاص غاز الكبريت، وتدفقات المعالجة حيث سيتم حفر 2205.

لتقليل الأحماض أو مياه البحر الساخنة بشكل كبير فوق حدود الإرسال المزدوج، تحقق من الأداء عن طريق الاختبار، لأنه لا توجد درجة مزدوجة تتطابق مع مقاومة التآكل لسبائك قاعدة -نيكل الموليبدينوم- العالية في البيئات الأكثر عدوانية.

الأسئلة المتداولة

ماذا يعني ثنائي؟يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج على-بنية مجهرية ثنائية الطور مكونة من حوالي 50% من الفريت و50% من الأوستنيت، مما يجمع بين القوة العالية للفولاذ الحديدي ومتانة الفولاذ الأوستنيتي ومقاومته للتآكل.

ما هو الفرق الرئيسي بين 2205 و 2507؟يحتوي 2507 على كمية أكبر من الكروم والموليبدينوم والنيتروجين مقارنة بـ 2205، مما يرفع مستوى PREN الخاص به من حوالي 34 إلى حوالي 42 ويوسع خدمة مياه البحر من حوالي 50 درجة مئوية إلى حوالي 60 درجة مئوية؛ كما أن لديها قوة إنتاجية أعلى (550 ميجا باسكال مقابل 450 ميجا باسكال) وتكلفة أعلى.

ما هو PREN؟PREN هو الرقم المكافئ لمقاومة التنقر، PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N، وهو مؤشر فحص لمقاومة التنقر في وسط الكلوريد. تشير القيم الأعلى إلى مقاومة أفضل.

هل يمكن لحام الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج؟نعم. يتم إجراء اللحام باستخدام مواد حشو مزدوجة متطابقة، عادةً من النوع 22Cr-9Ni-3Mo لـ 2205 ونوع 25Cr-9Ni-4Mo لـ 2507، مع التحكم في إدخال الحرارة ودرجة الحرارة البينية. لا حاجة للمعالجة الحرارية بعد اللحام.

كم أغلى 2507 من 2205؟2507 تكلف عادةً 30-50% أكثر من 2205 بسبب محتوى السبائك العالي والمعالجة الأكثر تطلبًا، لذلك يجب اختيار الدرجة فقط عندما تتطلب البيئة PREN وقوة أعلى.

ما هي درجة الطباعة المزدوجة التي يجب أن أختارها لمياه البحر؟للغمر المستمر في مياه البحر تحت درجة حرارة أقل من 50 درجة مئوية، عادة ما تكون درجة حرارة 2205 كافية؛ أعلى من درجة الحرارة هذه، أو عندما تكون ظروف الشق شديدة، يوصى باستخدام درجة 2507 أو أعلى من -سبائك فائقة الازدواج.