瑞典继开发出3RE60 双相不锈钢后,针对酸性油井井管及管线用材开发出SAF 2205钢,之后各国相继开发出类似的钢种,并纳入标准。SAF 2205钢自20世纪80年代开始用于油、气井生产,是最早在这方面使用的双相不锈钢。我国在80年代初开始研制相当于SAF 2205钢的022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢,该钢在中性氯化物溶液和H2S中的耐应力腐蚀性能优于022Cr19Ni10(304L)、022Cr17Ni12Mo2(316L)奥氏体不锈钢。由于含氮,022Cr22Ni5Mo3N钢的耐点蚀性能好,还有良好的综合力学性能,可进行冷、热加工成形,焊接性能良好,适用于做结构材料,是一种应用广泛的双相不锈钢。


  022Cr22Ni5Mo3N 双相钢中加入了适量的氮(0.08%~0.20%),可以改善钢的耐点蚀和耐应力腐蚀性能。由于奥氏体含量的提高,有利于稳定两相组织,在高温加热或焊接HAZ能确保一定含量的γ相存在,从而提高了焊接HAZ的耐蚀性和力学性能。


  022Cr22Ni5Mo3N 双相钢的热加工性能较前述022Cr19Ni5Mo3Si2N钢稍差,其合适的热加工温度为1100~1150℃,变形过程中仍保持两相组织,终止热加工温度不小于900~950℃。图9.85为022Cr22Ni5Mo3N 双相钢热轧板坯不同取向的显微组织。图中深色的为α相,浅色的γ相呈条状分布于α相中,α相与γ相的比例为58:42。


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  022Cr22Ni5Mo3N 双相钢在固溶状态(1020~1100℃水冷)下的α相含量为40%~50%。随温度的升高,α相含量逐渐增加,并且晶粒呈等轴状,直至1300℃仍保留一定量的γ相。该钢在350~975℃加热后有Cr2N、σ、x和α'相的析出。该钢的使用温度不宜高于300℃。


 022Cr22Ni5Mo3N 双相钢在1000~1100℃区间固溶处理后强度和韧性均较好,至1150℃固溶处理后,强度增高,塑性下降。表9.47为022Cr22Ni5Mo3N钢固溶处理后的室温及高温力学性能。


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 022Cr22Ni5Mo3N 双相钢有高的屈服强度,其冷加工及冷成形性能不如奥氏体钢,一般冷变形超过10%,需要固溶退火处理。该钢的焊接性能良好,热裂纹倾向低,脆化倾向小。


 022Cr22Ni5Mo3N 双相钢在含氯环境中的耐点蚀性能良好,其耐缝隙腐蚀的性能与022Cr20Ni25Mo4.5Cu高合金奥氏体钢相当,但低于Cr25型同样钼含量的双相不锈钢。022Cr22Ni5Mo3N钢有很好的耐应力腐蚀性能和耐晶间腐蚀性能。在大多数介质中,该钢的耐均匀腐蚀性能均优于304L不锈钢和316L不锈钢。该钢高的力学性能和耐腐蚀性能的结合使其具有高的腐蚀疲劳强度。


 022Cr22Ni5Mo3N 双相钢是世界各国在双相不锈钢中应用最普遍的钢种,应用范围广泛,主要用于酸性油、气井生产,以及运输、炼油、化工、化肥、石油化工等领域,大多数用于制造热交换器、冷凝冷却器等易产生点蚀和应力腐蚀的受压设备,多用于代替304L不锈钢、316L不锈钢。


022Cr23Ni5Mo3N 双相钢是从022Cr22Ni5Mo3N 双相钢派生出的钢,化学成分中的铬、钼、氮具有更窄的区间,接近其成分的上限,具有更为稳定和较高的性能,其加工工艺与用途同022Cr22Ni5Mo3N 双相钢。