Sandvik SAF 2906™ – 高合金双相不锈钢,具备卓越的耐腐蚀性能
产品概述
Sandvik SAF 2906™ 是一种高合金双相(奥氏体-铁素体)不锈钢,在苛性环境和含氯化物环境中表现出优异的耐腐蚀性能。该材料结合了高强度与优秀的耐腐蚀特性,是苛刻工业应用的理想选择。
主要特性
- 优异的耐苛性环境性能:即使存在氯化物等污染物,也能保持出色的耐腐蚀性
- 卓越的抗晶间腐蚀能力
- 优异的抗点蚀和缝隙腐蚀性能
- 高抗应力腐蚀开裂(SCC)能力
- 良好的焊接性能
- 极高的强度:屈服强度约为传统奥氏体不锈钢的三倍
物理性能
| 属性 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23.0 °C | 7.7 g/cm³ | |
| 再生料含量 | 82.1 % | 平均再生料含量 |
机械性能
| 属性 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 20.0 °C | 200 GPa | |
| 100.0 °C | 194 GPa | ||
| 200.0 °C | 186 GPa | ||
| 300.0 °C | 180 GPa | ||
| 延伸率 | 20.0 °C | 25 % | 最小值 |
| 100.0 °C | 25 % | 最小值 | |
| 200.0 °C | 25 % | 最小值 | |
| 300.0 °C | 25 % | 最小值 | |
| 抗拉强度 | 20.0 °C | 750 - 800 MPa | 厚度 >10mm 取最小值,<10mm 取最大值 |
| 100.0 °C | 730 - 750 MPa | 厚度 >10mm 取最小值,<10mm 取最大值 | |
| 200.0 °C | 700 - 720 MPa | 厚度 >10mm 取最小值,<10mm 取最大值 | |
| 300.0 °C | 690 - 710 MPa | 厚度 >10mm 取最小值,<10mm 取最大值 | |
| 屈服强度 Rp0.2 | 20.0 °C | 550 - 650 MPa | 厚度 >10mm 取最小值,<10mm 取最大值 |
| 100.0 °C | 500 - 550 MPa | 厚度 >10mm 取最小值,<10mm 取最大值 | |
| 200.0 °C | 430 - 470 MPa | 厚度 >10mm 取最小值,<10mm 取最大值 | |
| 300.0 °C | 410 MPa | 厚度 >10mm 取最小值,<10mm 取最大值 |
热学性能
| 属性 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 100.0 °C | 1.15E-5 1/K | 30°C 至该温度范围 |
| 200.0 °C | 1.2E-5 1/K | 30°C 至该温度范围 | |
| 300.0 °C | 1.25E-5 1/K | 30°C 至该温度范围 | |
| 400.0 °C | 1.25E-5 1/K | 30°C 至该温度范围 | |
| 比热容 | 20.0 °C | 470 J/(kg·K) | |
| 100.0 °C | 500 J/(kg·K) | ||
| 200.0 °C | 530 J/(kg·K) | ||
| 300.0 °C | 560 J/(kg·K) | ||
| 400.0 °C | 600 J/(kg·K) | ||
| 热导率 | 20.0 °C | 13 W/(m·K) | |
| 100.0 °C | 14 W/(m·K) | ||
| 200.0 °C | 16 W/(m·K) | ||
| 300.0 °C | 18 W/(m·K) | ||
| 400.0 °C | 19 W/(m·K) |
电学性能
| 属性 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 23.0 °C | 8.1E-7 Ω·m |
化学成分(典型值,质量分数 %)
| 元素 | 含量 | 备注 |
|---|---|---|
| 碳 | 0.03 | 最大值 |
| 铬 | 29 | |
| 铜 | 0.8 | 最大值 |
| 铁 | 余量 | |
| 锰 | 1 | |
| 钼 | 2.3 | |
| 镍 | 7 | |
| 氮 | 0.35 | |
| 磷 | 0.03 | 最大值 |
| 硅 | 0.3 | |
| 硫 | 0.015 | 最大值 |
工艺性能与应用
应用领域
Sandvik SAF 2906™ 的典型应用包括:
- 烧碱生产:适用于从电解槽到蒸发装置的管道系统,也是隔膜法和离子膜法工艺中蒸发器管材的优选材料
- 氧化铝生产:氧化铝消化工艺中的换热器管和管道
- 要求高抗点蚀和缝隙腐蚀性能的环境
认证批准
- 通过美国机械工程师协会(ASME)批准,符合 ASME 锅炉与压力容器规范 第八篇 第1和2分册
- 符合压力设备指令(PED)2014/68/EU 和 AD2000 Merkblatt W2:特定材料评估(PMA),奥氏体-铁素体钢 Sandvik SAF 2906
冷成形
弯曲 Sandvik SAF 2906™ 所需的力比标准奥氏体不锈钢大,这是其较高屈服强度的自然结果。
耐腐蚀性能详解
苛性环境
得益于其高铬含量,Sandvik SAF 2906™ 在苛性环境中表现出极佳的耐腐蚀性。纯烧碱中的性能可参考等腐蚀图(0.1 mm/年),见图1。但在烧碱生产中,通常存在氯化物和氯酸盐杂质。传统上,纯镍(Ni200)或高镍合金常用于蒸发器等关键设备。
表1和表2展示了在模拟隔膜法和离子膜法蒸发工艺条件下(含不同量 NaCl 和 NaClO₃ 的氢氧化钠溶液)的耐腐蚀测试结果,数据清楚表明了 Sandvik SAF 2906™ 在苛性环境中的优异表现。
点蚀和缝隙腐蚀
Sandvik SAF 2906™ 经过精心平衡的成分设计(高铬、高氮、适量钼),赋予了其对氯化物引起的局部腐蚀的高抵抗力。点蚀当量数(PRE)是比较点蚀耐受性的指标:
PRE = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N
根据 ASTM G48 标准(6% FeCl₃ 浸泡测试)的改良 A 法(点蚀)和 B 法(缝隙腐蚀)测试结果见表3。临界点蚀温度(CPT)和临界缝隙腐蚀温度(CCT)分别表示材料开始发生点蚀或缝隙腐蚀的温度。
| 材料牌号 | PRE (最小值) | CPT, °C (°F) | CCT, °C (°F) |
|---|---|---|---|
| Sandvik SAF 2906 | 41.5 | 75 (167) | 42.5 (109) |
| Sandvik SAF 2507 | 42.5 | 80 (176) | 50 (122) |
| Sandvik SAF 2205 | 35 | 30 (86) | 18 (64) |
| ASTM 316L | 26 | <10 (50) | <10 (50) |
应力腐蚀开裂(SCC)
Sandvik SAF 2906™ 对氯化物诱导的应力腐蚀开裂具有优异的抵抗力。图5展示了在通气的 40% CaCl₂、pH 1.5、100°C (210°F) 条件下(改良 ASTM G36 方法)的恒载测试结果。
硝酸环境
凭借其铬钼平衡成分,Sandvik SAF 2906™ 对硝酸具有良好的耐腐蚀性。等腐蚀图(图6)展示了其与广泛用于硝酸环境的高纯奥氏体钢 Sandvik 2RE10 的性能对比。
管胀工艺
与奥氏体不锈钢相比,Sandvik SAF 2906™ 具有更高的屈服强度和抗拉强度。管板胀接时需注意:可采用常规方法,但需要更大的初始胀接力,且应一次性完成。一般建议管-管板接头应进行焊接以确保无泄漏。
热处理
钢管通常以热处理状态交付。如后续加工后需额外热处理,建议:
固溶退火:1040-1080°C (1900-1980°F),空冷或水冷快速冷却。
加工性能
作为双相材料(奥氏体-铁素体),Sandvik SAF 2906™ 的磨损行为与单相材料(如 Sandvik 2RE69)不同。切削速度必须低于奥氏体钢种的推荐值。详细信息可咨询获取。
供货形式
- 无缝钢管,可提供直管或U型弯管
- 管件和法兰
- 板材、薄板和带材
- 棒材
- 锻件
焊接工艺
Sandvik SAF 2906™ 具有良好的焊接性。焊接无需预热,焊后通常不需要热处理。推荐采用气体钨极氩弧焊(GTAW/TIG),保护气为 Ar+2% N₂。管-管板焊接建议使用 Ar+3% N₂ 保护气以获得合适的焊缝金属组织。
推荐热输入:0.2-1.5 kJ/mm,层间温度 <150°C (300°F)。
推荐填充材料:
- GTAW/TIG 焊接
- 当管板和高压容器的堆焊需要达到与 Sandvik SAF 2906™ 同等的耐腐蚀性时,推荐使用 Exaton 29.8.2.L 焊丝或带电极进行堆焊
数据表更新:2019-12-20 09:57(取代所有早期版本)
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