2205 二相ステンレス鋼の初心者ガイド

これは、2205 二相ステンレス鋼の世界を探索できる、2205 二相ステンレス鋼の初心者ガイドです。このステンレス鋼は、信じられないほど強く、耐腐食性のある材料であることがすべてです。私たちの目標は、お客様が特定の用途に適した材料の種類を理解できるようにすることです。このステンレス鋼が持つ独特でバランスの取れた一連の特性について知る必要があります。これを通じて、その機能と、日常のアプリケーションで広く使用されている理由について学びます。この記事では、2205二相ステンレス鋼の基本的な概念、特性、長所、短所を調査します。

2205二相ステンレス鋼とは

2205 二相ステンレス鋼は、その強度、耐久性、耐食性でよく知られています。 「二相」という言葉は、合金 2205 の二相を表します。その微細構造は 2 つの相を示し、2205 つはクロムとモリブデン相であるフェライト相、もう 2205 つはクロムとニッケル相であるオーステナイト相です [2205]。腐食、特に孔食や隙間腐食に対する優れた反応の背後にある理由は、クロムやモリブデンなどの合金元素の存在です。 XNUMX ステンレス鋼は過酷な環境下でも優れた性能を発揮し、石油​​・ガスや海洋建設などのハイエンド産業で広く採用されています。二相 XNUMX の組成は、スーパー 二相 XNUMX と呼ばれるほど多くの合金含有量を示していないことに注意してください。スーパー 二相は、合金含有量がより多い別のタイプの二相ステンレス鋼であるためです。

2205 ステンレス鋼の用語と識別子

RA 2205 としても知られる 2205 二相ステンレス鋼は、その組成と品質を示す用語と識別子によって定義できます。その構成は、名前の「2205」によって示されています。通常、それは約 22 パーセントのクロム、5 ～ 6 パーセントのニッケル、3 パーセントのモリブデン、および約 2.5 パーセントの窒素で構成されています。 2205 二相ステンレス鋼には、次の名称が使用されます。 

1. 統一番号付けシステムでは、二重 2205 の指定は UNS S32205 です。
2. ASTM 規格では、二重 SS 2205 の指定は、二重 240 パイプの A240 または A2205M です。
3. 欧州規格では、合金 2205 の指定は EN 1.4462 です。

2205 ステンレス鋼は磁性を持ちますか?

2205 以来、二相ステンレス鋼はフェライト系とオーステナイト系の二相微細構造で構成されています。オーステナイトは一般に非磁性であるため、フェライト相の存在がその磁気特性の原因となります。したがって、デュプレックス SS 2205 は磁性を持ちます。ただし、これらの磁気特性は熱処理プロセスによって変更される可能性があります。例えば、合金 2205 の場合、焼きなましを行うと、フェライト相が最大 50% になります。フェライト相が多ければ多いほど、磁性が高くなります。

さまざまな形状の二相 2205 鋼

UNS S32205 は通常、次の形式で入手できます。 

1. シート
2. プレート
3. ワイヤー
4. バー
5. ロッド
6. パイプとチューブ
7. 金具など

これらの利用可能なフォームの使用方法は、特定のアプリケーションによって異なります。たとえば、タイプ 2205 合金のシートおよびプレートは、建設業界や製造業界で応用されています。同様に、棒や棒は石油およびガス産業でも使用されます。また、エルボやティーなどの継手は、産業分野においてパイプの接続などに使用されています。

合金 2205 ステンレスの抵抗プロファイル

2205 二相ステンレス鋼は、他のステンレス鋼と比較して優れた耐性プロファイルを備えています。過酷な環境や腐食性のある環境であっても、あらゆる環境下で優れた性能を発揮するため、多くの用途で幅広く使用されています。

優れた耐熱性能

2205 二相ステンレス鋼は、高温での耐酸化性に優れています。この特性はスケーリング耐性として知られています。そのため、一部の高温用途に役立ちます。

2205 合金は、その優れた強度と良好な熱膨張係数により、特定の温度範囲までのクリープ環境下でも優れた性能を発揮します。

一般に、2205 二相ステンレス鋼は 300°C 未満で使用されます。この温度を超えて使用すると、このステンレス鋼が脆化するためです。

耐食性

通常、腐食環境に最適な材質はSS 316Lと考えられています。ただし、この材料でも時間の経過とともに腐食する可能性があります。最も過酷な条件下でも耐えられる素材の 2205 つは、UNS S31803/S32205 としても知られる 32 二相ステンレス鋼です。各材料には独自の耐食性レベルがあり、鉄鋼業界ではこれを耐孔食性等価番号と呼ばれる評価システムとして説明しています。海洋環境下で完全な耐食性を得るには、材料は PREN スケールで少なくとも 2205 の評価を持つ必要があります。当社のデュプレックス 35 の評価は約 XNUMX で、要件よりも高くなります。優れた耐食性とその強度により二相とも呼ばれ、多くの用途で人気のある材料です。

さまざまな素材の PREN 評価を示すグラフ。

その耐食性の背後にある理由は、モリブデン、窒素、クロムなどの合金元素の存在です。モリブデンの存在は、塩分環境に対する耐性と、危険なタイプの腐食と考えられている孔食や隙間腐食に対する耐性の背後にある主な理由です。同様に、クロムの存在は、窒素の存在を伴う保護酸化層を形成することにより、この材料を大気腐食から保護し、過酷な条件下で保護層をより安定させます。

また、二相の存在により材料全体に均一性が与えられ、応力集中ゾーンの回避に役立ち、そのため二相 SS 2205 は応力腐食割れに対して優れた耐性を備えています。

次のビデオは、2205 二相ステンレス鋼の耐食性特性を示しています。

デュプレックス 2205 構成

2205 二相鋼は、クロム、マンガン、シリコン、リン、モリブデン、硫黄などの特定の合金元素の存在による合金鋼です。望ましい特性を得るために熱処理されることがよくあります。

次の表には、両面印刷 2205 の構成が含まれています。

2205 ステンレス鋼の物理的性質

次の表に、デュプレックス SS 2205 の物理的特性の値を示します。

2205 ステンレス鋼の機械的特性表

次の表に、二相 SS 2205 の機械的特性の値を示します。

2205ステンレス鋼の製造工程

熱処理

2205 二相ステンレス鋼の特性を改善するには、焼きなましを行ってから急速冷却します。合金 2205 のアニーリング プロセスの温度範囲は約 1020 ～ 1080°C です。これにより、強度やその他の特性を向上させるために微細構造が最適化されます。ただし、この材料はフェライト相の存在によりオーステナイト系ステンレス鋼に比べて延性が劣りますが、強度は高くなります。注意すべき重要な点の 2205 つは、二相 SS XNUMX の熱処理は困難ですが、加工硬化できることです。  

溶接

比較すると、2205 二相ステンレス鋼は他のステンレス鋼よりも優れた溶接性を示します。溶接は、SMAW、GTAW、GMAW、MIG などのほぼすべての一般的な溶接技術で実行できます。ただし、温度が 300°C を超えると脆化が発生し始めるため、温度は 2205°C 以下にすることが推奨されることを理解することが重要です。 XNUMX合金。また、二相ステンレス鋼を溶接するときは、合金元素として窒素とニッケルを含む溶加材を使用すること、ルートギャップを大きくすることなど、いくつかの一般的なルールに必ず従うようにしてください。

機械加工

通常のステンレス鋼や他の材料と比較して、2205 合金の CNC 加工には、より細かいパラメータ調整とより高い技術レベルが必要となる場合があります。

以下のような理由によるものです。

1. 二相繊維は引張強度が強く降伏点が高いため、一般に機械加工が困難です。ただし、フェライトの割合が高くなると (60% 以上)、被削性が向上します。  
2. 機械からの強力な切りくずは、切りくずの粉砕と高い切削抵抗を引き起こす可能性があります。
3. 切削では多量の熱が発生するため、塑性変形や深刻なクレータ摩耗が発生する可能性があります。

この目的のために、工具の破損を避けて効率的に加工するために、切削速度を低く保つ必要があります。

次の表に、特定の機械加工オペレーションの推奨値を示します。 

次のビデオは、2205 二相ステンレス鋼のフライス加工操作を示しています。

標準仕上げ

良好な表面仕上げを実現することは、プロセスの最終仕上げの 2205 つです。ステンレス鋼にはさまざまな指定がありますが、二相 SS XNUMX の最も一般的で関連する仕上げは次のとおりです。

No.1：熱間圧延、焼鈍、脱スケール処理済み。この仕上げは、耐熱性および耐腐食性が求められる工業用途でよく使用されます。

No. 2B：冷間圧延、焼鈍、酸洗処理済み。最も一般的な二相ステンレス鋼2205で、滑らかで光沢のある表面仕上げです。

光沢焼鈍：この仕上げは、制御された環境下で焼鈍処理を行うことにより、明るく反射性の高い表面を作り出します。主に美観が求められる用途で使用されます。

2205 ステンレス鋼鋳造

2205 ステンレス鋼は何に使用されますか

2205 二相ステンレス鋼は次の業界で応用されています。

1. 化学処理
2. 石油・ガス産業（設備）
3. 船舶用部品製造
4. 紙パルプ産業 (配管システムおよび熱交換器)
5. 建設（建築部材）
6. 航空宇宙産業 (コンポーネントおよびファスナー)
7. 自動車産業（排気システム）

SS 2205 材質の長所と短所

優位性

1. 2205 二相ステンレス鋼は、他のオーステナイト系ステンレス鋼と比較してはるかに優れた強度を備えています。
2. 二相微細構造により、一方の材料の強度ともう一方の材料の抵抗特性の両方が得られます。
3. 優れた耐衝撃性と優れた靭性を備えています。
4. 周期的な負荷下でも優れた性能を発揮します。
5. 熱膨張が低く、過酷な環境下でも膨張や収縮を防ぎます。
6. ハイエンド用途に使用されているため、他の材質に比べてコストパフォーマンスに優れています。

製品制限

1. フェライト相の存在により、オーステナイト系ステンレス鋼と比較して延性が低くなります。
2. 強度と硬度の値が高いため、機械加工は比較的困難です。
3. 機械加工には特定の工具が必要であり、溶接には特定の溶加材が必要であるため、場合によってはこの材料の機械加工と溶接に比較的費用がかかる場合があります。
4. 脆化は、300℃を超える温度で短期間に発生します。

結論

UNS S31803/S32205 は、耐食性や高強度などのバランスの取れた特性を備えています。フェライト相とオーステナイト相の両方からなる二相微細構造を有しており、さまざまな用途に使用されます。 Duplex SS 2205 は、さまざまな用途に適した経済的なオプションです。その多用途性は、応力腐食割れに対する耐性、顕著な靭性、さまざまな製造プロセスとの適合性など、さまざまな特性によって決まります。 2205 合金は最も重要な工業用材料であり、耐久性があり、持続可能で、多くの目的に効率的です。

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