双相不锈钢的发展及应用汇总

1、双相不锈钢的发展及应用双相不锈钢的发展及应用宝钢研究院不锈钢技术中心宝钢研究院不锈钢技术中心2012年10月8日主要内容主要内容213 一、双相不锈钢概述 高强度高强度 低镍、氮合金化低镍、氮合金化 节省材料和成本的潜能大节省材料和成本的潜能大 优异的耐腐蚀性优异的耐腐蚀性 优异的耐应力腐蚀性能优异的耐应力腐蚀性能 低热膨胀低热膨胀 耐磨性耐磨性 可焊性好可焊性好 服役温度范围服役温度范围-40300 双相不锈钢的典型组织双相不锈钢的典型组织双相不锈钢的基本特性牌号及典型化学成分牌号及典型化学成分 Typical Chemical composition宝钢宝钢牌号牌号BaostBaostee

2、leelSteel Steel namename标准号标准号InternationalInternationalsteel Nosteel No化学成分，化学成分， 典型值典型值Chemical composition, %, Typical valuesChemical composition, %, Typical valuesGBGBASTMASTMENENC CN NCrCrNiNiMoMo其他其他 OthersOthersB2205B2205022Cr22Ni5Mo3N022Cr22Ni5Mo3NS31803S318031.44621.44620.020.020.140.1421.5

3、21.55.35.33.03.0022Cr23Ni5Mo3N022Cr23Ni5Mo3NS32205S322050.020.020.170.1722225.55.53.13.1B2304B2304022Cr23Ni4MoCuN022Cr23Ni4MoCuNS32304S323041.43621.43620.020.020.120.1223234.84.80.30.3CuCuB2101B2101S32101S321010.030.030.200.2021.521.51.51.50.30.3Mn-4.8Mn-4.8B2507B2507022Cr25Ni7Mo4N022Cr25Ni7Mo4NS327

4、50S327501.44101.44100.0150.0150.260.2625.525.56.66.63.53.5ASTM A240 A240M-2010ASTM A240 A240M-2010中双相不锈钢牌号及典型化学成分中双相不锈钢牌号及典型化学成分强度与耐腐蚀性500Type 316耐腐蚀性耐腐蚀性/ /Corrosion ResistanceRp0.2 MPa2205SAF2507双相不锈钢双相不锈钢254 SMOType 304奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢250750904LLDX 21012304各系列产品的各系列产品的PRENPREN值及耐腐蚀性能区间值及耐腐蚀性能区间各系列产品不

5、同各系列产品不同ZoneZone内的合金成本比较内的合金成本比较双相不锈钢的高强度16 12 8 4 0mmMin gauge (stability) = 6 mm 17 m m1412108642 316L2205Required gauge 316L64.9 tonsRequired gauge 220536.6 tons双相双相不锈钢不锈钢(DSS): :大量大量节省节省用材用材(large saving)(43.6%)! !双相不锈钢系列合金成本比较双相不锈钢系列合金成本比较合金编号合金编号成分成分生产难度生产难度CrNiMoNMn304188-非常成熟非常成熟DSS2101211.5

6、-0.2210不成熟不成熟316L17102-成熟成熟DSS2304234.00.30.101.5较成熟较成熟DSS2205225.030.171.5较成熟较成熟904L2124.04.50.102.0较成熟较成熟DSS2507257.04.00.281.2较成熟较成熟 二、双相不锈钢的生产及应用2000200020112011年全球双相不锈钢的产量分布年全球双相不锈钢的产量分布 Market Outlook for Duplex Stainless Steels to 2020，Benedikt BLITZ, Senior Market Analyst SMR GmbH。20082008与与

7、20112011年全球双相不锈钢生产与消费变化年全球双相不锈钢生产与消费变化20082008与与20112011年全球双相不锈钢生产与消费变化年全球双相不锈钢生产与消费变化20082008、20102010双相不锈钢主要应用领域双相不锈钢主要应用领域建筑、结构建筑、结构 5 供水、水处理供水、水处理 5运输、储存运输、储存 15石油、石化石油、石化 30 化学工业、造纸、化肥化学工业、造纸、化肥 12环境保护环境保护 能源供应能源供应 8 Some past experiencce with stainless steelproductes and market development . P

8、erspectives for the future of the stainless steels activies J.Charles.Pulp Digesters - 2205 大型压力容器大型压力容器 1,000 tons 2205 2205 was chosen due to: - excellent corrosion resistance - high strength - reduced wall thicknessPulp &Paper Industry Milestone:The biggest solid duplex stainless steel pressure v

9、essel in the World in 2004.- - - - 化工容器化工容器- - - - 移动罐车移动罐车沥青罐车（双相不锈钢沥青罐车（双相不锈钢21012101）油罐车（双相不锈钢油罐车（双相不锈钢21012101）Marine Chemical Tankers - 2205青山造船厂建造的青山造船厂建造的1850018500吨级化学品船，用双相不锈钢吨级化学品船，用双相不锈钢22052205共共12001200吨吨- - - - 化学品船化学品船- - - - 海水淡化海水淡化多级闪蒸（多级闪蒸（MSF-FISIA)MSF-FISIA)低温多效（低温多效（MED-SIDEM)M

10、ED-SIDEM)Concept view courtesy of Maeda-Hitachi-Yokogawa-Hsin Chong J.V香港昂船洲大桥：香港昂船洲大桥：16001600米双相不锈钢米双相不锈钢22052205用量用量 2,000 2,000 吨吨- - - - 跨海大桥跨海大桥苹果公司展厅苹果公司展厅新的世贸大厦入口新的世贸大厦入口- - - - 建筑结构建筑结构同时，双相不锈钢在线材，焊同时，双相不锈钢在线材，焊管、接头、钢丝、钢筋，铸造管、接头、钢丝、钢筋，铸造或锻造法兰等方面的用量持续或锻造法兰等方面的用量持续上升。上升。 三、宝钢的双相不锈钢产品宝钢双相不锈钢热轧

11、板卷和冷轧板宝钢双相不锈钢热轧板卷和冷轧板卷卷生产工艺流程生产工艺流程板坯板坯Slab初轧机初轧机Rough Rolling热轧中板热轧中板Plate热轧卷热轧卷炉卷轧机炉卷轧机或热连轧或热连轧冷轧卷冷轧卷冷轧机组冷轧机组冷轧薄板冷轧薄板sheetn 冶炼： 采用炉外精炼和立式连铸；n 热轧板卷：通过粗轧机和炉卷轧机/热连轧轧制n 冷卷板卷：采用冷轧机组轧制冷轧钢卷n制造流程制造流程牌号及典型化学成分牌号及典型化学成分 Typical Chemical composition宝钢牌号宝钢牌号BaosteelBaosteelSteel nameSteel name标准号标准号Internatio

12、nalInternationalsteel Nosteel NoGBGBASTMASTMENENB2205B2205022Cr22Ni5Mo3N022Cr22Ni5Mo3NS31803S318031.44621.4462022Cr23Ni5Mo3N022Cr23Ni5Mo3NS32205S32205B2304B2304022Cr23Ni4MoCuN022Cr23Ni4MoCuNS32304S323041.43621.4362B2101B2101S32101S32101B2507B2507022Cr25Ni7Mo4N022Cr25Ni7Mo4NS32750S327501.44101.44102.

13、1 宝钢双相不锈钢板材产品宝钢双相不锈钢板材产品力学性能力学性能 Mechanical properties牌号牌号(Grades)(Grades)力学性能（典型值）力学性能（典型值）Mechanical Properties(Typical Mechanical Properties(Typical value)value)厚度厚度(mm(mm）Thickness Thickness 屈服强度（屈服强度（MPa)MPa)Yield Yield strengthstrength抗拉强度（抗拉强度（MPa)MPa)Tensile Tensile strengthstrength延伸率延伸率(%)

14、(%)ElongatiElongationon硬度硬度(HB)(HB)HardnessHardnessB2205B2205151555055076876846462252254 457057081581530302252250.60.66306308898893030250250B2304B2304151547047068068050502202204 45055057357353838229229B2101B2101151548048069569547.547.5220220B2507B250720206856858758753939鹭翔化工鹭翔化工PTAPTA项目项目双相不锈钢双相不锈钢2

15、2052205共共608608吨吨张家港化工机械设备有限公司张家港化工机械设备有限公司 屈服强度为屈服强度为316L316L的的2 2倍；倍； 优异的耐优异的耐ClCl- -腐蚀性能；腐蚀性能； 优良的耐应力腐蚀性能优良的耐应力腐蚀性能双相不锈钢材料的优势双相不锈钢材料的优势n产品与应用业绩产品与应用业绩ANDRITZANDRITZ的造纸设备的造纸设备双相不锈钢双相不锈钢22052205、23042304共共722722吨吨南京宝色股份有限公司南京宝色股份有限公司双相不锈钢材料的优势双相不锈钢材料的优势 屈服强度为屈服强度为316L316L的的2 2倍；倍； 优异的耐优异的耐Cl-Cl-腐蚀性

16、能；腐蚀性能； 优良的耐应力腐蚀性能优良的耐应力腐蚀性能n产品与应用业绩产品与应用业绩庞巴迪轨道车辆结构件庞巴迪轨道车辆结构件双相不锈钢双相不锈钢22052205共共102102吨吨南车股份有限公司南车股份有限公司双相不锈钢材料的优势双相不锈钢材料的优势 屈服强度为屈服强度为316L316L的的2 2倍；倍； -40-40冲击功冲击功200J200J； 使用寿命超过使用寿命超过2020年年n产品与应用业绩产品与应用业绩电站大坝结构件电站大坝结构件( (复合板）复合板）双相不锈钢双相不锈钢22052205共共152152吨吨四川惊雷股份有限公司四川惊雷股份有限公司双相不锈钢材料的优势双相不锈钢材

17、料的优势 强度高，耐冲刷腐蚀；强度高，耐冲刷腐蚀； 热膨胀系数与碳钢相当热膨胀系数与碳钢相当n产品与应用业绩产品与应用业绩冲击韧性冲击韧性 Impact strength临界腐蚀温度临界腐蚀温度 （CPT） 参照参照ASTM G150测试材料的临界点蚀温度测试材料的临界点蚀温度（CPT）。 The critical pitting corrosion temperature (CPT) is measured according ASTM G150. 应力腐蚀开裂（应力腐蚀开裂（stress corrosion cracking performance）沸腾沸腾26%NaClBoiling 2

18、6%NaCl沸腾沸腾33%LiClBoiling 33% LiCl沸腾沸腾42%MgCl2Boiling 42%MgCl2304L850小时开裂小时开裂850 hours failed96小时开裂小时开裂96 hours failed20小时开裂小时开裂20 hours failed316L316L10001000小时未开裂小时未开裂1000 hours passed1000 hours passed21-33321-333小时开裂小时开裂21-333 hours failed21-333 hours failed21-4521-45小时开裂小时开裂21-45 hours failed21-4

19、5 hours failed22051000小时未开裂小时未开裂1000 hours passed1000小时未开裂小时未开裂1000 hours passed96小时开裂小时开裂96 hours failed应力腐蚀应力腐蚀（stress corrosion ）-200-160-120-80-40040050100150200250300冲击吸收功冲击吸收功/J试验温度/试验温度/ MMA-WM MMA-HAZ TIG-WM TIG-HAZ Base MetalFeCl3浸泡失重法（浸泡失重法（GB/T 17897-1999） n 宝钢研发的新产品宝钢研发的新产品(优异的焊接性能）优异的焊接

20、性能）n 宝钢研发的新产品宝钢研发的新产品(优异的成形性能）优异的成形性能）化学成分化学成分力学性能力学性能耐腐蚀性能耐腐蚀性能CrCrNiNiMoMoN NR Rp0.2p0.2MPaMPaR Rm mMPaMPaCPTCPTBHP-1BHP-1202220221.02.01.02.00.50.50.10.20.10.24505504505506507506507501015101530430418188 82152155155150 01010BHP-2BHP-2202220221.531.530.51.50.51.50.10.20.10.2450550450550650750650750

21、25302530316316171710102 217017048548515201520锻造管坯锻造管坯电炉冶炼电炉冶炼模注钢锭模注钢锭电渣炉电渣炉ESR模注电极模注电极热挤压热挤压中间热处理中间热处理 成品检验成品检验冷轧（拔冷轧（拔）宝钢不锈钢管产品工艺流程宝钢不锈钢管产品工艺流程产线特点：产线特点：产品制造过程实行产品制造过程实行一贯制质量管理一贯制质量管理，确保了产品质量受控；，确保了产品质量受控；采用采用炉外精炼、电渣重溶、复合锻造、热挤压炉外精炼、电渣重溶、复合锻造、热挤压等工艺，确保钢质纯净度、等工艺，确保钢质纯净度、产品成分、偏析控制及组织均匀性的高要求。产品成分、偏析控制及组织均匀性的高要求。2.2 宝钢双相不锈钢管产品宝钢双相不锈钢管产品n产品与应用业绩产品与应用业绩生产和研发中的宝钢特种不锈钢管牌号生产和研发中的宝钢特种不锈钢管牌号n质保体系质保体系-体系认证体系认证 PED认证认证小结（体会）小结（体会）1、亚洲成为双相不锈钢最重要的增长点、亚洲成为双相不锈钢最重要的增长点 双相不锈钢就产量而言只占不锈钢总量的1%，但已经成为公认的技术水平高、附加值高的战略产品。亚洲的不锈钢生产