1. 導入
2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼, asに指定されています US S32750 または で 1.4410, の例外的な組み合わせで知られている高性能合金です 強さ, 耐食性, そして タフネス.
スーパーデュプレックスステンレス鋼に分類されます, a 二相微細構造 ほぼ等しい割合のオーステナイトとフェライトの, 従来のステンレス鋼や標準的なデュプレックスグレードよりも優れた特性を提供する 2205.
合金は実行するように設計されています 非常に腐食性, 高ストレス環境, オフショアオイルで不可欠なものにします & ガスプラットフォーム, 淡水化植物, および積極的な化学処理環境.
この記事は化学物質を掘り下げます, 機械, 物理的な, およびの冶金の側面 2507, 専門的でデータに包まれた視点を提供します.
2. 何ですか 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼?
2507 aです スーパーデュプレックス ステンレス鋼 主に構成される合金 25% クロム, 7% ニッケル, そして 4% モリブデン, 窒素の追加.
強化された抵抗を提供するように設計されています 塩化物誘発腐食, 素晴らしい 機械的強度, そして 熱安定性.
化学組成 (% 典型的な):
| 要素 | 典型的な (%) | 関数 |
| クロム (cr) | 24.0 - 26.0 | 一般的および局所的な腐食抵抗を増加させます |
| ニッケル (で) | 6.0 - 8.0 | オーステナイトを安定させます, 靭性と溶接性が向上します |
| モリブデン (MO) | 3.0 - 5.0 | 孔食と隙間耐摩耗性を高めます |
| 窒素 (n) | 0.24 - 0.32 | 合金を強化し、SCCに対する抵抗を増加させます |
| 炭素 (c) | ≤ 0.03 | 炭化物の降水量と粒状腐食を最小限に抑えます |
| マンガン (Mn) | ≤ 1.2 | 脱出を補助し、ホットワーキングを改善します |
| シリコン (そして) | ≤ 0.8 | 酸化抵抗を強化します |
| リン (p) | ≤ 0.035 | 腹立を防ぐために低く抑えられました |
| 硫黄 (s) | ≤ 0.020 | 延性と靭性の改善のために制御されます |
3. の物理的特性 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼
| 財産 | 価値 |
| 密度 | 7.8 g/cm³ |
| 融解範囲 | 1350 - 1400 °C |
| 熱伝導率 | 〜18 w/m・kで 100 °C |
| 比熱 | 500 j/kg・k |
| 弾性率 | 〜200 gpa |
| 熱膨張係数 | 13 µm/m・k (20–100°C) |
| 磁気 | フェライト相によりわずかに磁気 |
4. の機械的特性 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼
2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼 (US S32750) 提供するように設計されています 例外的な機械的強度 - 標準的なオーステナイトのステンレス鋼の2倍の倍 - 優れた延性と耐衝撃性を維持しながら.
重要な機械的特性
| 財産 | 典型的な値 | テスト標準 |
| 抗張力 | ≥ 795 MPA (115 KSI) | ASTM A370, ISOで 6892-1 |
| 降伏強度 (0.2% オフセット) | ≥ 550 MPA (80 KSI) | ASTM A370 |
| 伸長 (で 2 in./50 mm) | ≥ 15% | ASTM A370 |
| 硬度 | ≤ 32 HRC (〜290 HBW) | ASTM E18 / E10 |
| 衝撃の靭性 (-50°C) | > 100 j | ISO 148-1 / ASTM E23 |
| 弾性率 | 〜200 gpa (29 x10⁶psi) | - |
| 疲労強度 (回転曲げ) | 〜400 MPa (58 KSI) | - |
5. の腐食抵抗 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼
の定義的な機能の1つ 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼 (US S32750) それです 未解決の腐食抵抗,
特に過酷で, 塩化物が豊富です, 標準的なステンレス鋼がしばしば故障する酸性環境.
ピッティング抵抗相当数 (木材)
The ピッティング抵抗相当数 (木材) ステンレス鋼の局所腐食抵抗を評価するための広く受け入れられているインデックスです. として計算されます:
preen =％cr + 3.3×％mo + 16×％n
- 典型的なprenの 2507: > 42
(316Lで〜25、〜35と比較してください 2205 二重)
この非常に高いプレン値の場所 2507 のカテゴリで スーパーデュプレックス 合金, 意味があることを意味します ピッティングおよび隙間腐食環境, 特に塩化物が存在する場合.
腐食の主要な形態に対する抵抗
| 腐食の種類 | 2507 パフォーマンス |
| ピット腐食 | 高いCRのために優れています, MO, およびn; 木材 > 40 |
| 隙間腐食 | 非常に抵抗力があります; 海洋環境でフランジ付きおよびガスケット付きジョイントでよく使用されます |
| 塩化物ストレス腐食亀裂 (SCC) | 最大300 ppmの非常に高い抵抗 150 °C; オーステナイトグレードよりも優れています |
| 一般的な (ユニフォーム) 腐食 | 酸の腐食率は非常に低い, 海水, とブライン |
| 侵食 - 腐食 | 強力な機械的完全性は、液体媒介微粒子とキャビテーション効果に抵抗します |
| 顆粒間腐食 (IGC) | 適切に溶液がアニールし、急速に冷却されると免疫します |
| ガルバニック腐食 | あまり高貴な金属と組み合わせると、うまく機能します, しかし、設計には注意が必要です |
6. の製造と溶接 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼
製造と溶接 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼 (US S32750) そのユニークに慎重に注意する必要があります 微細構造バランス そして 高合金組成.
融解とキャスティング
の生産 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼 鉄などの高純度の原材料の融解から始まります, クロム, ニッケル, モリブデン, および窒素を含む合金 電動アーク または 誘導炉.
融解プロセスを厳密に制御すると、正確な化学組成が保証され、不純物が最小限に抑えられます.
のような精製技術 Argon-Oxygen Decarburization (aod) または 真空酸素脱炭補給 (Vod) 合金の均一性を高めながら、炭素と硫黄のレベルを低下させるために使用されます.
その後、溶融合金が投げ込まれます インゴット, ビレット, 花, または スラブ, 静的または連続キャストのいずれか.
などの欠陥を防ぐため 気孔率, 分離, または 収縮, 鋳造プロセスは慎重に管理する必要があります.
冷却速度を保存するために最適化する必要があります バランスの取れた二重微細構造, 迅速な冷却はオーステナイト層を抑制し、フェライトとオーステナイトの比を歪める可能性があるため.
作業性と機械性
2507 申し出 中程度のホットワーキング性, 推奨される形成温度で 950–1150°C (1742–2102°F).
などのホットフォーミングプロセス 鍛造, ローリング, そして 押し出し 効果的ですが、穀物の粗大化を防ぐために慎重な熱管理が必要です.
そのため 高強度 そして ワーク硬化動作, コールドワーク より厳しいです.
描画のような操作, スタンピング, またはコールドローリングが必要になる場合があります 中間アニーリング 延性を回復し、内部ストレスを減らすため.
の溶接 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼
溶接は、二重構造を保存し、有害な金属間フェーズを避けなければならない重要なプロセスです.
ガイドライン
| 側面 | ベストプラクティス |
| フィラー金属 | 使用 マッチングフィラー (例えば。, ER2594またはE2594) 腐食抵抗を維持するため |
| シールドガス | 窒素を伴う高純度のアルゴンまたはアルゴン (オーステナイトを安定させる) |
| 予熱温度 | 通常 必要ありません (過熱を避けてください) |
| インターパス温度 | 下に保管してください 100 °C (212 °F) Sigma相の形成を防ぐため |
| 溶接後の熱治療 | 一般的には必要ありません; 迅速な冷却 溶接後は不可欠です |
溶接プロセス
- gtaw (ティグ) - ルートパスと小さな溶接に共通.
- ゴーン (自分) - 堆積速度が高いために使用されます.
- スモー (スティック) - フィールド溶接に適しています, E2594電極を使用します.
- 見た (水没したアーク溶接) - 厚いセクションの場合; 熱入力とフラックス組成を制御する必要があります.
溶接後の熱処理と品質保証
場合によっては, 溶接後の熱治療 (PWHT) 必要になる場合があります, 特に厚い壁のコンポーネントの場合、または高品質の溶接が必要な場合.
PWHT, 通常、解決策アニーリング, 残留ストレスを緩和するのに役立ちます, 熱に影響を受けたゾーンの微細構造を改善します, 溶接継手の耐食性を回復します.
溶接中の品質保証には、超音波検査などの非破壊検査方法が含まれます, X線撮影テスト, 溶接の内部または表面の欠陥を検出するための液体浸透試験.
適切な溶接ビーズの形成と表面の品質を確保するために、目視検査も実施されます.
7. 熱処理と加工
ソリューションアニーリングプロセス
ソリューションアニーリングは、重要な熱処理です 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼, 微細構造と性能を最適化するように設計されています.
合金は加熱されます 1020–1100°C (1868–2012°F) そして、温度で十分に長く保持されています, 通常 30 数時間から数時間, セクションの厚さに応じて, 金属間相を溶解します (シグマやチーなど) 合金要素の分布を均質化します.
浸漬期間に続きます, 素材はそうでなければなりません 急速に冷却されました, 最も一般的に 水の消光 または 強制空気冷却.
この迅速な冷却は、有害な段階の形成を防ぎ、望ましいものを回復するために不可欠です バランスの取れた二重構造 (約 50% フェライトと 50% オーステナイト).
それも改善します 延性, 耐食性, 全体的な機械的特性.
デュプレックス構造を維持するための冷却速度
適切な冷却速度を維持することは、熱処理中に重要です. 迅速な消光 バランスのとれたオーステナイト - フェライト微細構造の保持を保証します, 2507の優れたパフォーマンスを支えています.
- ゆっくりと冷却 の温度範囲を通して 600–950°C (1112–1742°F) などの金属間化合物の沈殿を引き起こす可能性があります シグマ (a) または カイ (x) フェーズ, 両方が深刻に損なわれます タフネス そして 耐食性.
- 余分なフェライト 耐性の低下につながる可能性があります ストレス腐食亀裂 (SCC), その間 過剰なオーステナイト 妥協するかもしれません 強度と孔食抵抗.
したがって, 制御された迅速な冷却は、構造の完全性とサービスのパフォーマンスに不可欠です.
ホットとコールドフォーミング
ホットフォーミング
2507 の範囲で効果的にホットな作業を行うことができます 950–1150°C (1742–2102°F).
これらの高温で, 合金は延性を改善します, 鍛造できるようにします, 転がった, または複雑な形状に形成されます.
- 相の不均衡を避けるため, それは重要です 以下で作業しないでください 900 °C (1652 °F).
- ポストフォーミング, コンポーネントは必要です アニールされたソリューション そして 急速に冷却されました 腐食抵抗と微細構造バランスを回復する.
コールドフォーミング
実行可能ですが, コールドフォーミング 2507 そのため、より挑戦的です 高強度 そして 労働硬化率.
より厳しい許容範囲を達成するために使用される場合があります, より良い表面仕上げ, またはひずみ硬化の場合. しかし:
- 多くの場合、特殊な機器が必要です.
- 中間アニーリング 延性を回復し、内部ストレスを緩和するために、マルチステップ操作中に必要になる場合があります.
- ファイナル ソリューションアニーリング 完全な腐食抵抗を確保するために推奨されます, 特に重要なアプリケーションで.
8. の同等のグレード 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼
| 標準 / システム | 学年 / 指定 | メモ |
| 私たち (統一番号システム) | S32750 | 公式のUNS指定 2507 スーパーデュプレックス |
| で (ヨーロッパの標準) | 1.4410 / x2crnimon25-7-4 | 欧州同等; ENで使用 10088 および圧力機器指令 |
| から (ドイツ) | x2crnimon25-7-4 (W.NR. 1.4410) | 同じ灰と, 一般的にドイツの仕様で使用されます |
| afnor (フランス) | Z3CN25-06Z | フランスの同等, EN/DIN組成と整列しています |
| BS (英国標準) | 2507 | 単にと言われることもあります 2507 英国の基準 |
| ASTM / asme | A240 / A790 / A815 (S32750の場合) | プレートを定義します, パイプ, それぞれフィッティング |
| ISO | 2507 / S32750 | ISOで使用されます 15156 / サワーサービスアプリケーション用のNACE MR0175 |
| 彼はそうです (日本) | 直接的なJISに相当するものはありません | 多くの場合、輸入品で置き換えられます 2507 / S32750材料 |
| ノルソク | MDS D55 / M630 | オフショアオイル用 & ガス成分 (ノルウェーの基準) |
9. の利点と制限 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼
の利点 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼
例外的な腐食抵抗
- 高いクロムで (25%), モリブデン (4%), および窒素 (0.3%) コンテンツ, 2507 孔食に対する卓越した抵抗を提供します, 隙間腐食, 塩化物ストレス腐食亀裂 (SCC).
- それはあります 木材 (ピッティング抵抗相当数) より大きい 42, 316Lを大幅に上回っています 2205.
優れた機械的強度
- 2507 配達します 降伏強度の2倍 従来のオーステナイトのステンレス鋼のような 304 そして 316.
- 有効にします 軽い壁の厚さ 圧力システムの構造的重量削減.
優れた疲労と耐衝撃性
- 二重微細構造が保証されます 高い靭性と疲労抵抗, 周期的または動的なストレスの下でも、オフショアおよび海底システムでは活性.
高性能アプリケーションのコスト効率
- より高い初期価格にもかかわらず, 2507 申し出 より長いサービス寿命, メンテナンスの削減, そして 材料の使用量が少ない, 優れたライフサイクルコスト効率を提供します.
溶接性と製造互換性
- 標準グレードよりもプロセスが複雑ですが, 2507 可能です 安全に溶接 ホットフォーミングに適しています, 機械加工, 熱処理.
高圧 & 温度能力
- 維持します 信頼できるパフォーマンス 熱交換器などの熱的および機械的に要求の厳しいアプリケーションで, 淡水化システム, および圧力容器.
の制限 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼
困難な加工性
- その高い強度と硬化性のため, 機械加工に必要です 特別なツール, 切断速度が低い, そして十分な冷却.
溶接感度
- 不適切な溶接は、の形成につながる可能性があります 金属間フェーズ (例えば。, シグマフェーズ), 機械的パフォーマンスと腐食性能の両方を分解します.
- 必要 溶接温度の厳密な制御 そして 正しいフィラー金属.
高い初期材料コスト
- Crのような合金要素の使用, MO, そしてniが上昇します 基本材料コスト 一般的なオーステナイトグレードと比較してください.
限られた低温延性
- フェライトグレードよりも優れています, 2507 ショー -50°C未満の延性の低下, 極低温サービスに適さないようにします.
酸を高く減らすためではありません
- 合金は耐性がありません 酸を大幅に減らす 純粋な塩酸や硫酸など.
特別な取り扱い要件
- 耐食性を維持するため, 汚染を避けるために注意する必要があります 炭素鋼粒子または塩化物暴露 取り扱いと保管中.
10. のアプリケーション 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼
2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼は、その優れた機械的特性と優れた腐食抵抗が大きな利点をもたらすさまざまな産業で広く使用されています.
アプリケーションフィールド
油 & ガス産業
オフショアプラットフォーム, 海底パイプライン, ライザー, そして、高強度と腐食抵抗が重要な処理装置.
化学および石油化学産業
原子炉, 熱交換器, 積極的な化学物質や塩化物含有環境にさらされた貯蔵タンク.
淡水化植物
海水腐食に対する優れた耐性による逆浸透システムと海水摂取構造の成分.
海洋工学
造船, オフショア構造, 海水処理システムは、塩水腐食に対する耐久性を必要とします.
パルプおよびペーパー産業
腐食プロセス化学物質と高温にさらされた機器.
発電
ボイラー, 熱交換器, 過酷な条件下で動作する冷却システム.
構造工学
高強度と耐久性を必要とする腐食性環境の橋と建物.
典型的なアプリケーションコンポーネント
- バルブ (ゲート, グローブ, ボール, バルブを確認してください)
- ポンプとポンプシャフト
- 熱交換器とコンデンサー
- 圧力容器と配管システム
- フランジ, フィッティング, およびファスナー
- 海中の機器とライザー
- 原子炉容器と貯蔵タンク
- 淡水化膜とろ過ユニット
11. 他のステンレス鋼との比較
| 財産 / 特徴 | 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼 | 304 ステンレス鋼 | 316 ステンレス鋼 | 2205 デュプレックスステンレス鋼 | 904lオーステナイトステンレス鋼 |
| 化学組成 | 〜25-26％Cr, 6-7% で, 3-4% MO, 0.2-0.3% n | 〜18-20％Cr, 8-10.5% で, 低Mo | 〜16-18％Cr, 10-14% で, 2-3% MO | 〜22％Cr, 5-6% で, 3% MO, 0.14% n | 〜20％Cr, 25% で, 4-5% MO |
| 微細構造 | 二重 (フェライト + オーステナイト) | オーステナイト | オーステナイト | 二重 | オーステナイト |
| 抗張力 (MPA) | 750-850 | 〜520 | 〜520 | 620-750 | 〜600-700 |
| 降伏強度 (MPA) | 〜550-700 | 〜210 | 〜290 | 450-550 | 〜300-400 |
| 耐食性 | 素晴らしい (木材 > 40) | 適度 | 良い | とても良い (木材〜35) | 素晴らしい (特に酸化メディア) |
| 塩化物SCCに対する耐性 | 高い | 低い | 適度 | 高い | 高い |
| 温度範囲 | 最大300〜350°Cまで | 最大870°C | 最大870°C | 最大300°C | 最大400°C |
| 製造 & 溶接 | 適度 (特別なケアが必要です) | 素晴らしい | 素晴らしい | 適度 | 適度 |
| 料金 | 高い | 低い | 適度 | 適度 | 非常に高い |
| 典型的なアプリケーション | 過酷な化学物質, 海兵隊, 油 & ガス | 食品加工, 一般的な腐食環境 | 海兵隊, 化学処理 | 油 & ガス, 化学産業 | 腐食性の高い化学環境 |
まとめ:
- 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼 標準のオーステナイトグレードと比較して、優れた強度と耐食性を提供します (304, 316), 特に塩化物が豊富な環境で.
機械的性能と耐食性の両方が重要な産業用途を要求するのに最適です. - に比べ 2205 二重, 2507 クロムが高いため、耐食性が強化されます, モリブデン, および窒素含有量, しかし、より高いコストで.
- 904Lステンレス鋼 高酸化と酸性の環境で優れていますが、より高価で、一般的に強度が低くなっています 2507.
- 304 そして 316 ステンレス鋼 攻撃性の低い環境ではより費用対効果が高いが、の高強度とSCC抵抗がない 2507.
12. 結論
2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼 機械的優位性の交差点に立っています, 耐食性, そして、サービスの信頼性にサービスを提供します.
塩化物が豊富な最も要求の厳しい業界向けに設計されています, 酸性, または高圧条件が優先されます.
従来のステンレス鋼と比較してより高いコストにもかかわらず, 2507の長期的な信頼性とメンテナンス要件の削減は、多くの場合、投資を正当化します, 特に重要かつ極端なサービス条件で.
過酷な化学物質への曝露に耐えることができる材料を必要とする産業向け, 高い機械的負荷, および腐食性環境, 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼は非常に推奨され、信頼できる選択のままです.
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FAQ
スーパーデュプレックスの違いは何ですか 2205 そして 2507?
主な違いは、化学組成と性能にあります: 2507 クロムが高い, モリブデン, よりも窒素レベル 2205,
その結果、耐食性が大きくなります (特に塩化物ストレス腐食亀裂に対して) より高い機械的強度.
2507 よりプレミアムと見なされます, より高いパフォーマンス合金より 2205.
スーパーデュプレックスに相当するもの 2507?
スーパーデュプレックスに相当する材料 2507 UNS S32750とASTM A240タイプを含めます 2507.
商業用語で, SAFのようなグレードに対応します 2507 Sandvikによって, x2crnimon25-7-4 in en標準, とゼロ 100 独自の合金で.
SAFとは何ですか 2507 材料?
SAF 2507 スーパーデュプレックスステンレス鋼の商品名です 2507 Sandvik Materials Technologyが生産.
それは標準と同じ化学組成と特性を持っています 2507 高耐食性と強度を必要とするアプリケーションに広く使用されています.
