二相ステンレス鋼 (DSS) は、ほぼ同量のフェライトとオーステナイトを含み、より少ない相が通常少なくとも 30% を占めるステンレス鋼の一種です。DSS のクロム含有量は通常 18% ～ 28%、ニッケル含有量は 3% ～ 10% です。一部の二相ステンレス鋼には、モリブデン (Mo)、銅 (Cu)、ニオブ (Nb)、チタン (Ti)、窒素 (N) などの合金元素も含まれています。
このカテゴリの鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼とフェライト系ステンレス鋼の両方の特性を組み合わせています。DSS はフェライト系ステンレス鋼と比較して、可塑性と靭性が高く、室温脆性がなく、耐粒界腐食性と溶接性が向上しています。同時に、フェライト系ステンレス鋼の 475℃ 脆性と高い熱伝導率を保持し、超塑性を示します。オーステナイト系ステンレス鋼と比較して、DSS は強度が高く、粒界および塩化物応力腐食に対する耐性が大幅に優れています。DSS は優れた耐孔食性も備えており、ニッケル節約ステンレス鋼と考えられています。
構造と種類
DSS は、オーステナイトとフェライトの二相組織であり、それぞれの相が約半分を占めるため、オーステナイト系ステンレス鋼とフェライト系ステンレス鋼の両方の特性を示します。DSS の降伏強さは 400 MPa ～ 550 MPa で、通常のオーステナイト系ステンレス鋼の 2 倍です。DSS は、フェライト系ステンレス鋼と比較して、靭性が高く、脆性転移温度が低く、粒界腐食耐性と溶接性が大幅に向上しています。また、475°C 脆性、高熱伝導率、低熱膨張係数、超塑性、磁性などのフェライト系ステンレス鋼の特性も保持しています。オーステナイト系ステンレス鋼と比較して、DSS は強度、特に降伏強度が高く、孔食、応力腐食、腐食疲労に対する耐性が向上しています。
DSS は、その化学組成に基づいて、Cr18、Cr23 (Mo フリー)、Cr22、Cr25 の 4 つのタイプに分類できます。Cr25タイプはさらに標準ステンレス鋼と超二相ステンレス鋼に分類されます。このうちCr22系やCr25系がよく使われます。中国では、3RE60 (Cr18 タイプ)、SAF2304 (Cr23 タイプ)、SAF2205 (Cr22 タイプ)、SAF2507 (Cr25 タイプ) など、採用されている DSS グレードの大部分がスウェーデンで生産されています。
二相ステンレス鋼の種類
1. 低合金タイプ:UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N) に代表されるこの鋼はモリブデンを含まず、耐孔食性当量価 (PREN) が 24 ～ 25 です。応力腐食耐性用途において AISI 304 または 316 を置き換えることができます。
2.中合金タイプ:UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) で表され、PREN は 32 ～ 33 です。その耐食性は、AISI 316L と 6% Mo+N オーステナイト系ステンレス鋼の間です。
3. 高合金タイプ:通常、モリブデンおよび窒素とともに 25% の Cr が含まれており、場合によっては銅やタングステンも含まれます。UNS S32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N) に代表され、PREN が 38 ～ 39 のこの鋼は、22% Cr DSS よりも優れた耐食性を備えています。
4.スーパー二相ステンレス鋼:UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N) に代表される高レベルのモリブデンと窒素を含み、場合によってはタングステンや銅も含まれ、PREN は 40 以上です。過酷な媒体条件に適しており、優れた腐食性と機械的特性を備えています。スーパーオーステナイト系ステンレス鋼に匹敵する特性を持っています。
中国の二相ステンレス鋼のグレード
新しい中国規格 GB/T 20878-2007「ステンレスおよび耐熱鋼のグレードと化学組成」には、14Cr18Ni11Si4AlTi、022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti などの多くの DSS グレードが含まれています。さらに、よく知られている 2205 二相鋼は、中国グレードの 022Cr23Ni5Mo3N に相当します。
二相ステンレス鋼の特徴
DSS は二相構造のため、化学組成と熱処理プロセスを適切に制御することにより、フェライト系ステンレス鋼とオーステナイト系ステンレス鋼の両方の利点を組み合わせています。オーステナイト系ステンレス鋼の優れた靭性と溶接性、フェライト系ステンレス鋼の高強度と耐塩化物応力腐食性を継承しています。これらの優れた特性により、DSS は 1980 年代以降、溶接可能な構造材料として急速に発展し、マルテンサイト、オーステナイト、フェライト系ステンレス鋼に匹敵するものになりました。DSS には次の特徴があります。
1. 塩化物応力腐食耐性:モリブデン含有 DSS は、低応力レベルでの塩化物応力腐食に対して優れた耐性を示します。18-8 オーステナイト系ステンレス鋼は 60°C を超える中性塩化物溶液中では応力腐食割れが発生する傾向がありますが、DSS は微量の塩化物や硫化水素を含む環境でも優れた性能を発揮するため、熱交換器や蒸発器に適しています。
2.耐孔食性:DSSは耐孔食性に優れています。同じ耐孔食性（PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%）であれば、DSS とオーステナイト系ステンレス鋼は同様の臨界孔食電位を示します。DSS の耐孔食性および耐すきま腐食性は、特に高クロム、窒素含有タイプで AISI 316L を上回ります。
3. 腐食疲労および耐摩耗性：DSS は特定の腐食環境で優れた性能を発揮するため、ポンプ、バルブ、その他の電力機器に適しています。
4. 機械的特性:DSS は強度と疲労強度が高く、降伏強度は 18-8 オーステナイト系ステンレス鋼の 2 倍です。溶体化処理した状態では伸びは25％に達し、靭性値AK（Vノッチ）は100Jを超えます。
5.溶接性:DSS は溶接性が良く、高温割れの傾向が低いです。通常、溶接前の予熱や溶接後の熱処理が不要で、18-8オーステナイト系ステンレス鋼や炭素鋼の溶接が可能です。
6.熱間加工：低クロム (18%Cr) DSS は、18-8 オーステナイト系ステンレス鋼よりも熱間加工温度範囲が広く、抵抗が低いため、鍛造せずに板に直接圧延することができます。高クロム (25%Cr) DSS は熱間加工が若干難しくなりますが、プレート、パイプ、ワイヤーに製造できます。
7.冷間加工:DSS は冷間加工中に 18-8 オーステナイト系ステンレス鋼よりも大きな加工硬化を示すため、パイプやプレートの成形時の変形にはより高い初期応力が必要です。
8. 熱伝導率と膨張率:DSS はオーステナイト系ステンレス鋼と比較して熱伝導率が高く、熱膨張係数が低いため、機器のライニングや複合板の製造に適しています。オーステナイト系ステンレス鋼よりも熱交換効率が高く、熱交換器のチューブコアとしても最適です。
9. 脆さ:DSS は高クロムフェライト系ステンレス鋼の脆性傾向を保持しているため、300°C を超える温度での使用には適していません。DSS のクロム含有量が低いほど、シグマ相などの脆化相が発生しにくくなります。
Womic Steelの生産上の利点
Womic Steel は二相ステンレス鋼の大手メーカーで、パイプ、プレート、バー、ワイヤーなどの幅広い製品を提供しています。当社の製品は主要な国際規格に準拠しており、ISO、CE、API の認定を受けています。当社は第三者による監督と最終検査に対応し、最高の品質基準が確実に満たされるようにします。
Womic Steel の二相ステンレス鋼製品は次の点で知られています。
高品質の原材料:優れた製品性能を保証するために、当社は最高級の原材料のみを使用しています。
高度な製造技術:当社の最先端の生産設備と経験豊富なチームにより、正確な化学組成と機械的特性を備えた二相ステンレス鋼の生産が可能になります。
カスタマイズ可能なソリューション:お客様の特定のニーズを満たすために、幅広いサイズと仕様を提供しています。
厳格な品質管理:当社の厳格な品質管理プロセスにより、すべての製品が最高の卓越性基準を満たしていることが保証されます。
グローバルな展開:Womic Steel は、強固な輸出ネットワークにより二相ステンレス鋼を世界中の顧客に供給し、信頼性の高い高性能材料でさまざまな産業をサポートしています。
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投稿日時: 2024 年 7 月 29 日