F51
材料牌號：F51雙相鋼
美國牌號：S31803
瑞典牌號：2205
德國牌號：1.4462
中國牌號：00Cr22Ni5Mo3N，F51
一、 F51（2205，S318031，1.4462）雙相不銹鋼概述：
F51（2205，S318031，1.4462）雙相鋼是2000年成功研究開發的新產品，F51雙相鋼是一種加氮的雙相不銹鋼（簡稱雙相鋼），F51雙相鋼是由21%鉻,2.5%鉬及4.5%鎳氮合金構成的復式不銹鋼。 現國內F51雙相鋼產品種類有焊管、無縫管，鋼板、棒材、鍛材、帶材等。早期的雙相不銹鋼可以耐中等強度的均勻腐蝕和氯應力腐蝕斷裂，但是在焊接情況下使用時，其性能會大大降低。為了改善這種情況，氮就加入了F51雙相鋼，這樣不僅使耐腐蝕性能上升，而且焊接使用情況也很良好。它具有高強度、良好的沖擊韌性以及良好的整體和局部的抗應力腐蝕能力。
F51雙相鋼的屈服強度是奧氏體不銹鋼的兩倍，這一特性使設計者在設計產品時減輕重量，讓這種合金比316，317L更具有價格優勢。這種合金特別適用于-50°F/+600°F 溫度范圍內。超出這一溫度范圍的應用，也可考慮這種合金，但是有一些限制，尤其是應用于焊接結構的時候。由于2205雙相鋼特殊的性能特色，應用范圍很廣， 至今是雙相鋼中大量使用*多的一個牌號。
二、F51（2205，S318031，1.4462）雙相不銹鋼化學成分：見表-1：
表-1 %
| C≤ | Si≤ | Mn≤ | P≤ | S≤ | Cr≥ | Ni≥ | Mo≥ | N≤ |
| 0.03 | 1.00 | 2.00 | 0.030 | 0.020 | 21.0-23.0 | 4.50-6.50 | 2.50-3.50 | 0.08-0.20 |
| 其他 | PREN | Fe≤ | Al≤ | Ti≤ | Co≤ | Nb≤ | W≤ | V≤ |
| * | 余量 | - | - | - | - | - | - |
*PREN值：%Cr + 3.3x%Mo + 16x%N
三、F51（2205，S318031，1.4462）雙相不銹鋼物理和機械性能：
1、F51（2205，S318031，1.4462）雙相鋼密度：8.0g/cm3。
2、F51（2205，S318031，1.4462）雙相鋼抗拉強度：σb≥620Mpa。
3、F51（2205，S318031，1.4462）雙相鋼屈服強度：σ0.2≥450Mpa
4、F51（2205，S318031，1.4462）雙相鋼延伸率：δ≥25%。
四、F51（2205，S318031，1.4462）雙相不銹鋼抗腐蝕能力：
1、均勻腐蝕：由于F51雙相鋼鉻含量（22%），鉬（3%）及氮含量（0.18%），F51的抗腐蝕特性在大多數環境下優于316L和317L。
2、局部抗腐蝕：S31803雙相鋼中鉻、鉬及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中, 對點腐蝕及隙腐蝕具有很強的抵抗能力。
3、抗應力腐蝕：S31803雙相鋼的雙相微觀結構有助于提高不銹鋼的抗應力腐蝕龜裂能力。在一定的溫度、應張力、氧氣及氯化物存在的情況下,奧氏體不銹鋼會發生氯化物應力腐蝕。由于這些條件不易控制，因此304L、316L和317L的使用在這方面受到限制。
4、抗腐蝕疲勞：S31803雙相鋼的高強度及抗腐蝕能力使其具有很高的抗腐蝕疲勞強度。加工設備易受腐蝕環境和加載循環的影響，S31803雙相鋼的特性非常適合這樣的應用。
五、F51（2205，S318031，1.4462）雙相不銹鋼結構：
F51（2205，S318031，1.4462）雙相鋼的化學成分在經過1900°/1922°F (1040°/1080°C)固熔退火處理后,可獲得理想的微觀結構50 α / 50 γ 。如果熱處理的溫度高于2000°F ,可能會導致鐵素體成分的增加。像其他的雙相不銹鋼一樣,2205雙相鋼易受金屬間相析出的影響。金屬間相在1300°F和1800°F之間析出,在1600°F溫度下,其析出速度*快。因此,我們需對S31803雙相鋼 進行試驗，確保無金屬間相，,試驗參考ASTM A 923。
六、F51（2205，S318031，1.4462）雙相不銹鋼加工性能：
1、熱成形：我們建議成形應盡量在600°F 溫度以下進行。在進行熱成形處理時,整個工件應整體受熱,應在1750°F 到2250°F 的溫度范圍內進行, S31803雙相鋼在此溫度下非常柔軟。如果溫度過高, S31803雙相鋼易于熱撕裂。如果低于此溫度,奧氏體就會發生斷裂。低于1700°F時,由于溫度和形變的影響,金屬間相會很快形成。熱成形進行完后,應立即對其在*低為1900°F 的溫度下進行固熔退火,并進行淬火來還原其相位平衡、韌性及抗腐蝕能力。我們不建議進行應力消除,但如果必須這樣做,材料應在*低為1900°F 的溫度下進行固熔退火,然后迅速冷卻,進行水淬火。
2、冷成形：2205雙相鋼可以進行切割和冷成形。然而,由于S31803雙相鋼自身的高強度及硬度,它比奧氏體鋼鐵更需要進行冷成形,也正因為它的高強度,要充分考慮到回彈的因素。
3、熱處理：S31803雙相鋼應在*低為1900°F 的溫度下進行退火處理,然后迅速冷卻,進行水淬火。這項處理應用于固熔退火及應力解除。應力解除處理如在低于1900°F 的溫度下進行,容易導致有害的金屬或非金屬相位的析出。
4、機械切削性：在高速的機床上, S31803雙相鋼的進給率和切削速度和316L 是一樣的。如果采用炭化刀,切割速度與316L 相比降低了大約20%,機器設備及其部件的性能在此起著關鍵性的作用。
5、焊接：S31803雙相鋼的焊接性很好。2205雙相鋼所要達到的性能為焊接金屬和熱變質部分仍然保持和基底金屬同樣的抗腐蝕能力、強度及韌性。2205雙相鋼的焊接難度不大,但需設計其焊接程序,以便焊接后,可以保持良好的相位平衡狀態,避免有害的金屬相位或非金屬相位的析出。
七、F51（2205，S318031，1.4462）雙相不銹鋼應用領域：
S31803雙相鋼應用領域：中性氯化物環境，煉油工業，石油化學和化學工業，化學工業用輸送管道，石油和天然氣工業，紙漿和造紙工業，化肥工業，尿素工業，磷肥工業，海水環境，能源與環保工業，輕工和食品工業，食品和制藥工業的設備，高強度結構件，海底管線，煙機脫硫，滲透脫鹽淡化設備，硫酸廠，海洋工程緊固件等。
八、F51（2205，S318031，1.4462）雙相不銹鋼的品種規格與供應狀態：
1、品種分類：F51無縫管、F51鋼板、F51圓鋼、F51鍛件、F51法蘭、F51圓環、F51焊管、F51鋼帶、F51絲材及F51配套焊材。
2、交貨狀態：無縫管：固溶+酸白，長度可定尺；板材：固溶、酸洗、切邊；焊管：固溶酸白+RT%探傷，鍛件：退火+車光；棒材以鍛軋狀態、表面磨光或車光；帶材經冷軋、固溶軟態、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細磨光狀態交貨。
