UNS S31803: 二相ステンレス鋼について知っておくべきことすべて

UNS S31803とは何ですか?

UNS S31803 二相ステンレス鋼は、オーステナイト系とフェライト系の 2 つの相で構成される鋼の一種です。石油化学産業の過酷な条件に耐えられる鋼の必要性に応えて、1930 年代から 1940 年代に開発されました。独自の組成により耐食性、強度、弾性に優れています。

UNS S31803 の化学組成

UNS S31803 二相ステンレス鋼の化学組成は非常に複雑で、独特の特性を生み出すために相互に作用するさまざまな元素で構成されています。主成分はクロム（21-23%）、ニッケル（4.5-6.5%）、モリブデン（2.5-3.5%）、窒素（0.08-0.2%）、鉄（残り）です。これらの元素が連携して、特に海水、酸性化合物、塩化物などの過酷な環境において、耐食性に優れた鋼を作り出します。

UNS S31803の機械的性質

UNS S31803 二相ステンレス鋼 は機械的強度が高いことで知られており、降伏強度は 450 MPa、引張強度は 620 MPa です。硬度も非常に高く、最大値は290HVです。また、伸度25%以上と展延性に優れています。 UNS S31803 の機械的特性は温度の影響を受け、高温では強度と柔軟性が大幅に低下します。

UNS S31803 の物理的特性

UNS S31803 二相ステンレス鋼は、その機械的特性に加えて、独特の物理的特性を備えており、高性能の材料となっています。密度は7.8g/cm3とかなり重いです。熱膨張係数は13.5μm/m℃、比熱容量は0.46J/g℃と熱伝導性に優れています。電気伝導性も良好で、比抵抗は約1.74μΩ・mです。

UNS S31803 二相ステンレス鋼の用途

UNS S31803 二相ステンレス鋼は、幅広い用途、特に高品質を必要とする製造装置や構造物に利用されています。 耐食性。その特性により、石油化学、化学、石油およびガス産業、船舶、パルプ、紙、食品加工用途での使用に最適です。具体的な用途としては、タンク、パイプ、熱交換器、バルブなどがあります。

産業用途で UNS S31803 を使用する利点

工業用途で UNS S31803 二相ステンレス鋼を使用すると、多くの利点があります。特に過酷な環境において、優れた耐腐食性を発揮します。機械的強度と柔軟性が高いため、高応力用途に最適です。さらに、長寿命で耐摩耗性があるため、コスト効率の高い素材です。さまざまな種類の化学物質、温度、圧力に対応できる多用途性により、工業および商業分野のエンジニアやデザイナーにとって頼りになる材料となっています。

二相ステンレス鋼の特徴は何ですか?

二相ステンレス鋼を定義する際、このタイプの金属はその独特の組成によって特徴付けられます。二相ステンレス鋼は、オーステナ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組み合わせで構成されています。 フェライト系ステンレス鋼、両方のタイプの性質を与えます。これにより、二相ステンレス鋼に比類のない強度、耐食性、耐久性が与えられます。他のタイプのステンレス鋼とは異なり、二相ステンレス鋼はあらゆる領域で妥協がないため、さまざまな用途に最適です。

二相ステンレス鋼の耐食性

二相ステンレス鋼の最も評価されている特性の 1 つは、その顕著な耐食性です。この金属は、応力腐食、亀裂、孔食などのさまざまな種類の汚染に対して耐性があります。二相ステンレス鋼は、標準的なステンレス鋼では腐敗してしまう海水や酸性化学環境において、従来のステンレス鋼よりも優れた性能を発揮します。このような優れた耐食性を備えた二相ステンレス鋼は、石油・ガス産業、化学プラント、海洋用途などのさまざまな用途に使用されています。

二相ステンレス鋼の溶接

二相ステンレス鋼の溶接手順は、他の種類のステンレス鋼と比較してさらに複雑です。このプロセスでは特定の種類の溶加材が必要になる場合があり、歪みや亀裂を防ぐために慎重な事前溶接作業が必要です。二相構造を維持するには、溶接温度に細心の注意を払う必要があります。しかし、適切な溶接プロセスを行えば、二相ステンレス鋼の優れた機械的特性を維持することができ、この金属を高圧用途や氷点下での使用に適したものにすることができます。

二相ステンレス鋼の焼鈍

アニーリングプロセスにより、二相ステンレス鋼の柔軟性と靭性が向上します。アニーリング プロセスは通常、摂氏 1050 度付近の高温で指定された時間実行されます。このプロセスは、金属の微細構造を復元し、金属の構造を変化させる合金元素によってマルテンサイトに変換された可能性のあるオーステナイトを除去するのに役立ちます。二相ステンレス鋼を焼きなましすると、金属が元の状態に戻り、成形や加工が容易になります。

二相ステンレス鋼の熱処理

二相ステンレス鋼は、機械的特性を向上させるために熱処理を受けることができます。このプロセスにより、強度、靭性、柔軟性が向上します。このプロセスには、金属を特定の温度に加熱し、それを所定の時間保持することが含まれます。正確な熱処理プロセスは、使用する二相ステンレス鋼の種類によって異なります。熱処理により、二相ステンレス鋼を荷重運搬機械、産業用熱交換器、海洋石油・ガス機器などの高強度用途に利用できるようになります。

二相ステンレス鋼の微細構造

二相ステンレス鋼の微細構造は、オーステナイト相とフェライト相の両方から構成されます。これにより、強度や耐食性の向上など、金属の機械的および物理的特性に寄与する独特の微細構造が形成されます。二相ステンレス鋼は特徴的な二相微細構造を持ち、オーステナイト系ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼と比べて独特です。二相ステンレス鋼の微細構造は、応力腐食割れに対する金属の耐性にも役割を果たしており、過酷な環境に最適な選択肢となっています。

二相ステンレス鋼のグレードと仕様は何ですか?

二相ステンレス鋼は、微細構造中にオーステナイト粒子とフェライト粒子の組み合わせを含むステンレス鋼の一種です。このユニークな構造により、二相ステンレス鋼は優れた強度と耐食性を備え、要求の厳しい用途に最適です。

デュプレックス S32205 と S31803

二相 S32205 と S31803 は、最も一般的に使用される二相ステンレス鋼の 2 つのグレードです。これらは構成においては非常に似ていますが、特定のアプリケーションのレートを選択する際には、両者のいくつかの重要な違いを考慮することが重要です。デュプレックス S32205 は、S31803 よりも高い耐食性と優れた強度を備えているため、耐久性と耐食性が重要な用途に最適です。

二相ステンレス鋼のグレード

S32205 および S31803 に加えて、独自の組成と特性を持つ他のいくつかのグレードの二相ステンレス鋼が利用可能です。たとえば、Duplex 2205 は、応力腐食割れに対する優れた耐性を備えた二相ステンレス鋼のグレードであり、化学処理産業でよく使用されます。一方、Duplex 2304 は二相ステンレス鋼のグレードが低く、より手頃な価格であり、コストが最優先される用途に適しています。選択する前に、各二相ステンレス鋼グレードの固有の特性と意図される用途を考慮することが重要です。

二相ステンレス鋼の ASTM 仕様

米国材料試験協会 (ASTM) は、二相ステンレス鋼の製造と使用における均一性と品質を確保するために、その規格をいくつか定めています。これらの規格は、機械的特性や化学組成から熱処理や試験方法まであらゆるものをカバーしています。 ASTM A240 および ASTM A276 は二相ステンレス鋼の標準規格であり、熱間圧延および冷間仕上げの板、シート、棒の要件を概説しています。

二相ステンレス鋼とオーステナイト系ステンレス鋼の違い

両面印刷しながら、 オーステナイト系ステンレス鋼 見た目は似ていますが、化学組成と微細構造には明確な違いがあります。オーステナイト系ステンレス鋼は主にオーステナイト粒子で構成され、優れた耐食性を備えていますが、二相ステンレス鋼ほど強度が劣る場合があります。逆に、二相ステンレス鋼にはオーステナイト粒子とフェライト粒子の両方が含まれており、優れた強度と耐食性を備えています。さらに、オーステナイト系ステンレス鋼は非磁性ですが、二相ステンレス鋼はある程度の磁性を示す場合があります。

二相ステンレス鋼のフェライト系オーステナイト系グレード

スーパー二相ステンレス鋼としても知られるフェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼には、標準の二相ステンレス鋼よりもさらに高レベルのクロム、モリブデン、窒素が含まれています。この強化された組成により優れた耐食性と強度が得られ、海洋石油掘削装置や化学処理プラントなどの極限環境での使用に最適です。フェライト・オーステナイト系二相ステンレス鋼の例には、二相 S32750 および二相 S32760 があり、孔食および隙間腐食に対して優れた耐性を示します。

二相ステンレス鋼の主な特性は何ですか?

二相ステンレス鋼は、オーステナイトとフェライトの微細構造の組み合わせを含むステンレス鋼の一種です。両方の構造をほぼ同じ割合で構成し、強度、柔軟性、耐食性の独自のバランスを実現しています。二相システムにより、強化された機械的特性と高い耐食性を誇り、さまざまな産業の重要な用途に最適です。このタイプの鋼は、高強度、良好な溶接性、優れた耐食性が不可欠な用途によく使用されます。

二相ステンレス鋼の耐食性

二相ステンレス鋼の優れた耐食性は、その特徴の 1 つです。このタイプの鋼は、塩化物、酸、高温を含む過酷な環境に耐えることができます。二相ステンレス鋼の耐食性は、他の種類のステンレス鋼よりもクロム、モリブデン、窒素の含有量が多いことに起因します。窒素の添加により、耐孔食性および隙間腐食性が向上し、亀裂の形成が防止され、金属構造が保護されます。

二相ステンレス鋼のクロムおよび窒素含有量

クロムと窒素は、二相ステンレス鋼の強度と耐久性に重要な役割を果たします。クロムは耐食性を高め、窒素は強度を高めます。二相ステンレス鋼には、最低 21% クロムと 2.5% モリブデンが含まれており、高い耐食性を備えています。窒素含有量が材料の強度に寄与し、他の種類のステンレス鋼よりも応力下での弾力性が高くなります。二相ステンレス鋼は引張強度が高いため、大きな圧力に耐えることができ、海上および陸上での用途に最適です。

二相ステンレス鋼の耐応力腐食割れ性

二相ステンレス鋼は、その独特な二相構造と高い合金含有量により、応力腐食割れ (SCC) に対する高い耐性を備えています。 SCC は、引張応力と腐食環境の組み合わせが材料の破損を引き起こすときに発生します。しかし、二相ステンレス鋼は、クロム、モリブデン、窒素の含有量が高いため、この種の腐食に対して優れた耐性を備えています。 SCC に対する耐性があるため、石油・ガス産業、化学処理プラント、海洋構造物などの重要な用途に最適です。

二相ステンレス鋼の耐孔食性および耐すきま腐食性

二相ステンレス鋼は、クロム、モリブデン、窒素の含有量が高いため、優れた耐孔食性と耐隙間腐食性を備えています。過酷な環境にさらされた場合に構造物に重大な損傷を引き起こす可能性がある亀裂や穴の形成を防ぐことができます。孔食や隙間腐食に対する耐性があるため、化学処理、製紙工場、パルプおよび紙の製造用途で人気があります。

二相ステンレス鋼の高強度と降伏強度

二相ステンレス鋼は、他の種類のステンレス鋼と比較して、高い強度と降伏強度を備えています。独特の微細構造によりパワーと靭性のバランスが取れており、圧力下でも高い弾力性を発揮します。その高い降伏強度は、化学産業や石油化学産業などの高ストレス環境に適しています。その靭性により、衝撃荷重や熱サイクルに耐えることができるため、構造物が極端な突然の圧力変化を受ける可能性がある海洋用途に最適です。

結論として、二相ステンレス鋼は、高い強度、耐食性、耐久性が必要な用途に最適です。オーステナイト系とフェライト系の微細構造の独自の組み合わせと、クロム、モリブデン、窒素の含有量が高いため、いくつかの産業におけるさまざまな要求の厳しい用途に適した優れた特性が得られます。

二相ステンレス鋼の一般的な用途は何ですか?

二相ステンレス鋼は、オーステナイト鋼構造とフェライト鋼構造の両方をほぼ同じ割合で含む鋼の一種です。この組み合わせにより、優れた強度と耐食性を備えた独自の微細構造が形成され、過酷な環境に特に適しています。二相ステンレス鋼には高レベルのクロム、モリブデン、窒素が含まれており、強度と耐食性がさらに向上します。

二相ステンレス鋼の石油およびガス産業への応用

二相ステンレス鋼は、過酷な環境、高圧、腐食性物質への曝露に耐える能力があるため、石油およびガス産業で広く使用されています。これは、海底パイプライン、ライザー、バルブ、海洋プラットフォーム、処理装置などの機器によく使用されます。二相ステンレス鋼は優れた強度と疲労亀裂に対する耐性を備えているため、穴あけ用途にも最適です。

二相ステンレス鋼の化学処理用途

二相ステンレス鋼は、化学薬品や高温に対する高い耐腐食性があるため、化学処理業界で広く使用されています。反応器、熱交換器、貯蔵タンクで一般的に使用されます。二相ステンレス鋼は、孔食および塩化物応力腐食割れに対する高い耐性を備えているため、塩素およびリン酸塩を含む環境での使用に特に適しています。

二相ステンレス鋼の食品加工産業への応用

二相ステンレス鋼は、高い耐食性と優れた衛生特性により、食品加工業界での使用が増えています。頻繁な洗浄や滅菌が必要なタンク、パイプ、フィルターなどの機器によく使用されます。二相ステンレス鋼は、高温や強力な洗浄剤に繰り返しさらされても耐えられるため、食品加工用途に最適です。

二相ステンレス鋼の水処理産業への応用

二相ステンレス鋼は、腐食や浸食に対する高い耐性があるため、水処理業界で広く使用されています。ポンプ、フィルター、タンクなどの機器や、淡水化、廃水処理システムによく使用されます。二相ステンレス鋼は、海水やその他の過酷な環境への曝露に耐える能力を備えているため、水処理産業での使用に特に適しています。

二相ステンレス鋼の建設業界への応用

二相ステンレス鋼は、その優れた強度と耐食性の特性により、建築分野での使用が増加しています。橋梁、構造部材、鉄筋などによく使用されます。二相ステンレス鋼は、高い強度重量比、優れた耐孔食性、低い熱膨張により、建設業界での使用に理想的な材料となっています。

結論として、二相ステンレス鋼は、オーステナイト構造とフェライト構造の両方を含むユニークなタイプの鋼です。その優れた強度と耐食性により、石油およびガス、化学処理、食品加工、水処理、建設業界で広く使用されています。各業界には二相ステンレス鋼の特定の用途があり、その優れた品質と技術仕様によって可能になります。

適切な二相ステンレス鋼を選択するには?

二相ステンレス鋼は、結晶格子にオーステナイトとフェライトの両方の微細構造を含むステンレス鋼の一種です。このユニークな構造の組み合わせにより、二相ステンレス鋼に高い耐食性と優れた機械的特性が与えられ、化学および石油化学産業、海洋工学、石油およびガス生産などのさまざまな用途に適しています。

二相ステンレス鋼グレードの選択基準

適切な二相ステンレス鋼グレードを選択する際には、環境、必要な強度、耐食性、亀裂や孔食の可能性を考慮することが不可欠です。最も一般的な二重品質には、2205、2304、2507、Z100 があります。 2205は、優れた耐食性、高強度、容易な加工性を備えた汎用グレードです。 2304 は構造用途によく使用され、優れた耐食性と高強度を提供します。 2507 は二相グレードの最高の強度と耐食性を提供し、Z100 は低コストで高い耐食性を提供します。

適切な二相ステンレス鋼を選択するために考慮すべき要素

二相ステンレス鋼が使用される環境は、適切なグレードを選択する際の重要な決定要因です。腐食環境、高温、高ストレス環境への曝露はすべて、考慮する必要がある要因です。選択される品質は、用途の特定の強度要件も満たす必要があります。さらに、構造や機器の寿命に大きな影響を与える可能性がある亀裂や孔食の可能性を考慮することが不可欠です。

二相ステンレス鋼グレードの用途

二相ステンレス鋼は、石油精製、化学処理、海洋工学などのさまざまな産業用途で使用されています。優れた耐食性と高強度により、配管システム、貯蔵タンク、圧力容器などに適しています。さらに、二相ステンレス鋼は、耐久性と安全性が主な関心事となる産業用途に最適です。

二相ステンレス鋼グレードに使用される合金元素

二相ステンレス鋼のユニークな特性の 1 つは、強度と耐食性を高めるために添加された特定の合金元素です。耐食性を向上させるためにクロムとモリブデンが添加され、強度を高めるために窒素とニッケルが添加されます。特定の特性をさらに高めるために、タングステンや銅などの他の元素を追加することもできます。

二相ステンレス鋼グレードの特性と特徴

二相ステンレス鋼グレードの特性は、添加される特定の合金元素によって異なりますが、共通の特性には、高強度、優れた耐食性、良好な靭性が含まれます。また、微細構造は応力腐食割れに対する耐性も高いため、高応力環境に適しています。溶接性と製造も重要な考慮事項であり、ほとんどの二相グレードでは、高温割れや歪みなどの問題を回避するために、溶接中に慎重な準備と制御が必要です。

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よくある質問

Q: UNS S31803 とは何ですか?

A: UNS S31803 は、ほぼ同じ割合のオーステナイト相とフェライト相の両方から構成されるフェライト - オーステナイト微細構造を持つ二相鋼タイプのステンレス鋼です。

Q: UNS S31803 と S32205 の違いは何ですか?

A: S31803 および S32205 は二相ステンレス鋼のグレードですが、S32205 はクロム、モリブデン、窒素の含有量が高いため、耐食性が高くなります。 S32205 はスーパー二相鋼とみなされますが、S31803 は標準二相鋼です。

Q: UNS S31803 の機械的特性は何ですか?

A: UNS S31803 は、室温と低温の両方で高い降伏強度と引張強度、優れた柔軟性、および優れた衝撃靱性を備えています。

Q: UNS S31803 二相ステンレス鋼の化学組成は何ですか?

A: UNS S31803 の化学組成には、通常、約 22% クロム、5 ～ 6% ニッケル、3% モリブデン、および 0.15% ～ 0.30% の窒素と、少量の他の元素が含まれています。

Q: UNS S31803 の物理的特性は何ですか?

A: UNS S31803 の密度は 7.8 g/cm3、融点は 1350 ～ 1450°C (2462 ～ 2642°F)、比熱容量は 20°C (68°F) で 0.5 J/g·K です。 ）。

Q: UNS S31803 の耐食性はどのくらいですか?

A: UNS S31803 は、優れた耐塩化物孔食性と耐隙間腐食性を備えており、腐食環境での使用に適した材料です。

Q: UNS S31803 鋼はどのように溶接されますか?

A: UNS S31803 は、ガスタングステンアーク溶接 (GTAW)、ガスメタルアーク溶接 (GMAW)、シールドメタルアーク溶接 (SMAW) など、ほとんどの標準的な溶接技術を使用して溶接できます。

Q: UNS S31803 はどのようにアニールされますか?

A: UNS S31803 は通常、1025 ～ 1075°C (1877 ～ 1967°F) でアニールされ、その後水または空気中で急速冷却されます。

Q: UNS S31803 には熱処理が必要ですか?

A: UNS S31803 の機械的特性を改善するために、一部の用途では熱処理が必要な場合があります。ただし、多くの場合、溶接したままの状態または製造したままの状態で十分です。

Q: デュプレックス 2205 とは何ですか?

A: Duplex 2205 は UNS S31803 に似た二相ステンレス鋼のグレードですが、耐食性と強度を向上させるためにクロム、モリブデン、窒素の含有量がわずかに多くなっています。