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2507双相不锈钢在尿素设备中的应用分析
发布者: 发布时间:2019/12/22 阅读:138

 从材料化学成分、力学物理性能及耐蚀性能等方面对2507双相不锈钢和316L尿素级不锈钢进行了对比分析,探讨了2507双相不锈钢应用于尿素合成设备的可行性;另外,针对2507双相不锈钢的成形性能、焊接性能及热处理性能,提出几点工程应用方面的要求,为2507双相不锈钢的进一步推广应用提供一些技术参考。

 

 双相不锈钢具有很高的力学性能和优异的耐腐蚀性能,已被广泛应用,如:海陆油气工业、石油化工工业、造纸、海水系统、医药工业和食品工业以及化学化肥工业等领域。常见的有超低碳双相不锈钢18Cr5Ni3Mo、22Cr5Ni3Mo、25Cr7Ni4Mo,简称S31803、S32205、S32570、;S31803一般在较低应力腐蚀的场合使用;2205因其强度高、耐晶间腐蚀性能和耐均匀腐蚀性能好,可替代304L不锈钢和316L不锈钢;2507双相不锈钢除具有2205双相不锈钢的优点外,因其耐尿液腐蚀强于316L不锈钢,在国外已经用于制造合成尿素的关键设备。本文将从材料特性、成形性能、焊接性能及热处理性能等方面对2507双相不锈钢作出分析与探讨,并结合2507双相不锈钢的自身特性,提出一些在设备制造和工程应用方面的要求。

 

一、2507双相不锈钢的材料特性

  所谓双相不锈钢是指其固溶组织中铁素体相与奥氏体相各占约一半的不锈钢。双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点,通常合金元素对不锈钢组织的影响基本分为两类:一类是扩大奥氏体区或稳定奥氏体元素,如碳、氮、镍、锰等;一类是封闭或缩小奥氏体区形成铁素体的元素,如铬、硅、钛、铌、钼等。两类元素同时存在于不锈钢中,材料组织取决于它们的相互作用。

 

二、2507双相不锈钢与316L不锈钢的化学成分对比

 铬是决定不锈钢耐腐蚀性能的主要元素,实践证明,钢中铬元素质量百分数提高11.7%,钢中的电极电位就会跳跃性上升,耐蚀性能也显著提高,因此较高的铬含量有助于提高材料的耐腐蚀性能;钼元素具有防止点蚀倾向,它可以在钢表面形成富钼氧化膜;另外较高的N元素含量可以起到稳定化组织的作用;有资料表明,对于合成尿素用不锈钢,提高铬含量对其耐蚀性能有利,而提高镍含量是不利的。

 

三、2507双相不锈钢与316L不锈钢的力学性能对比

 从表可以看出,2507双相不锈钢强度高于316L不锈钢,屈服强度是其2倍,布氏硬度是其1.67倍。与奥氏体不锈钢相比,2507双相不锈钢线膨胀系数小,且接近碳钢;综合力学性能优势明显。相对于316L(尿素级不锈钢),2507双相不锈钢具有较强的综合力学性能和耐尿素腐蚀性能。2507双相不锈钢推荐的温度使用上限250℃能够满足尿素合成工艺中规定的温度要求。2507双相不锈钢的焊接线能量应控制在0.2~1.5kj/mm1.之间,采用98%Ar+2%N混合保护气,焊前不预热,建议层间温度大约在85~90℃范围之间且不宜超过150℃。2507双相不锈钢固溶热处理过程中加热温度不宜高于1200℃。

 
 

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