合金2205二相ステンレス鋼板

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合金2205二相ステンレス鋼板

商品説明

合金2205二相鋼 (UNS S32205 / S31803, EN 1.4462)は、高強度、優れた耐孔食性、耐 応力腐食割れ性、良好な溶接性を併せ持つ希少 な鋼種であり、石油・ガス、化学処理、海水淡水化、 海洋などの過酷な塩化物環境に適している。一般的な300シリーズ鋼種と比較すると、2205は同じ強度で肉厚を減らし、耐局部腐食性を向上させているため、要求の厳しい多くの用途でライフサイクルコストを低減することができます。

2205鋼板を指定すべき人

316/317Lよりも高い強度と耐孔食性、 耐塩化物応力腐食割れ性を必要とする設計者 は、従来のステンレス鋼と互換性のある加工と 溶接を維持しながら、Alloy2205鋼板を強く検討す べきである。典型的な決定要因としては、高濃度の 塩化物への暴露、石油・ガスにおける硫化 物環境、靭性を損なうことなく重量や肉厚を 軽減する必要がある場合などが挙げられる。

合金2205二相ステンレス鋼板とは?

合金2205は二相鋼であり、オーステナイト相と フェライト相がほぼバランスよく混在する (正し く加工された場合はほぼ50/50)。この二相 構造により、二相鋼の特徴である引張強さ (一般的なオーステナイト系鋼種よ りも高い)と優れた靭性、さらに塩化物による 局所腐食への耐性が強化されている。2205は、塩化物が多く、応力がかかる環 境で300系ステンレス鋼が直面する問題を解 決するために開発された。

化学組成

下表は合金2205の一般的な成分範囲を示す (注意:正確な限界は仕様と工場証明書による)。

エレメント 標準レンジ/最大(%)
クロム(Cr) 21.0 - 23.0
ニッケル(Ni) 4.5 - 6.5
モリブデン (Mo) 2.5 - 3.5
窒素(N) 0.14 - 0.20
カーボン(C) ≤ 0.03
マンガン (Mn) ≤ 2.0
ケイ素 (Si) ≤ 1.0
リン (P) ≤ 0.03 - 0.035 (スペック依存)
硫黄 (S) ≤ 0.02
鉄(Fe) バランス

なぜこれらの要素が重要なのか(短いメモ):

  • クロム&モリブデン強力な不動態皮膜を形成し、耐孔食性を向上させる。

  • 窒素強度を高め、オーステナイトを安定化させる。MoやCrと組み合わせることで、耐孔食性を大幅に向上させる。

  • ニッケルオーステナイトを安定させ、靭性/溶接性を向上させる。

  • 低炭素炭化物の析出を抑制し、溶接後の粒界腐食に対する耐性を向上させる。

(ここに示す組成範囲および窒素強調量は、 標準的な工場認定で使用される2205二相鋼組成 の業界データと一致する)。

機械的および物理的特性(代表値/最小値)

プロパティ 代表値 / 最小値 (板、アニール処理)
極限引張強さ (Rm) ~95 ksi (≈ 655 MPa) (典型的な分)
0.2% 降伏強さ(Rp0.2) ~65 ksi (≈ 450 MPa) (典型的な分)
伸び(単位:2インチ/50mm) ≥ 25%
硬度(ブリネル、最大) ≤ ~290 HB
密度 0.278 lb/in³ (≒ 7.7 g/cm³)
有用な温度範囲 まで使える ~600°F(約315°C)組織が変化するため、著しく高い温度での連続使用は推奨されない。
衝撃靭性 靱性は、以下の通り。 40°F(≒-40°C)以下 適切に処理された場合

こ れ ら の 力 学 的 値 は 、 2205厚 板 の 標 準 製 品 デ ー タ に 記 載 さ れ て い る 最 小 値 / 標 準 値 で あ り 、 設 計 者 が しばしば300系合金よりも肉厚を減らせる 理由を反映している。

標準同等品と製品仕様

2205 プ レ ー ト に お け る 一 般 的 な 業 界 指 定 子 :

  • UNS S32205 そして UNS S31803 - 注:S32205は「低炭素/高窒素」バージョンで、プレート用によく使用される)。

  • EN / W.番号 1.4462 - 欧州共通の二重呼称。

  • ASTM / ASME 厚板と薄板の規格:A240 / SA-240(圧力容器用厚板、一般金属厚板)、A276、A479、A789、A790など、さまざまな製品形状と用途に対応。

  • NACE / ISO H₂Sまたは硫化物環境を含むアプリケーションの場合、サワーサービス評価の参考文献は一般的に相互参照される。

購入の際には、化学分析と機械的試験結果を示す製造所証明書(MTC)を常に要求すること。重要な用途の場合は、用途に適した二相平衡検証およびNDEを要求すること。

プレートサイズ、重量表、一般的な公差

2205鋼板は熱間圧延および冷間圧延で製造され、 幅広い板厚とサイズがある。下記は実用的なクイック・リファレンスであり、これは初期の見積もりのみに使用し、正確なサプライヤー在庫とミル公差を確認してください。

重量推定に使用した密度: 7.7 g/cm³ (0.278 lb/in³)

公称厚さ(mm) 幅(mm) 標準 長さ (mm) 標準 重量(kg/m²)
3.0 1500 3000 23.1
6.0 1500 3000 46.2
10.0 1500 3000 77.0
12.5 1500 3000 96.3
20.0 1500 3000 154.0
25.0 1500 3000 192.5

素早く計算する方法 重量(kg)=厚さ(m)×幅(m)×長さ(m)×密度(7,700kg/m³)。
一般的な仕上げ:2B/冷間圧延光沢仕上げ、熱間圧延ミル仕上げ、装飾的または衛生的用途向けの研磨/光沢仕上げ。一般的な厚板の公差は、ASTM/EN規格の厚さおよび平坦度に従います。(密度と計算方法は、二相鋼データシートの標準です。)

耐食性と性能指標

2205の主な強み:

  • 優れた耐孔食性と耐隙間腐食性 304/316に比べ、耐孔食性はCr、Mo、Nを含むPREN (Pitting Resistance Equivalent Number)で表されることが多い。 ~35 316はその近くに座っている 24PRENが高いほど耐局部腐食性が高い。より高い窒素とモリブデン含有量は、塩化物環境において大きな違いをもたらす。

  • 塩化物応力腐食割れ(SCC)に対する高い耐性 - 二相鋼組織と低ニッケル含有量は、オーステナ イト系ステンレス鋼と比較してSCCの堅牢性を向 上させる。

  • 優れた耐食性 多くの酸性およびアルカリ性プロセスで使用され、塩化物を含むサービスでは316/317Lを上回ることが多い。

制限/注意事項

  • 高温(>~315°C / 600°F)での連続使用は推奨されない。長時間の暴露は相バランスを変化させ、耐食性を低下させるからである。

  • 二相鋼のバランスを維持し、熱影響部の脆化を 避けるには、溶接手順の管理と正しい溶接後 の作業(入熱の制御、E2209/ER2209のような溶加 金材の選択など)が重要である。

加工、溶接、熱処理

  • 成形する: 二相鋼2205は、一般的なオーステナイト系鋼種 よりも強度が高いが、工具負荷は高くなる。曲げ半径はその材種に適した小さめの ものを使用し、予熱は指定された場合のみ行 う。

  • 溶接: 二相性フィラーを使用する(例:二相性フィラー)、 ERNiCrMo-3 のようなファミリーまたはデュプレックス・フィラー ER2209 / E2209)を使用して、溶接部のフェライト相とオーステナ イト相の適切なバランスを回復させる。過度の入熱や徐冷は、組織を変化させ、望ましくない 金属間化合物を増加させる可能性がある。

  • 溶接後の処理: 多くの場合、入念な溶接の後、溶体化焼鈍は必 要とされない。しかし、重要な用途や大断面の 溶接部については、技術者の指示により、 溶接後の熱処理やPWHTが必要とされる場合があ る。

  • 非破壊検査: サワーサービス(H₂S)については、NACE要件および材料NDT計画を参照のこと。

  • 機械加工: 強度が高いほど金属除去速度は遅くなる。頑丈な工具と適切なクーラントを使用すること。

代表的な産業用途

2205鋼板は、超二相鋼の費用をかけずに高強度 と局部的な耐食性が要求される場合に使用される。一般的な用途は以下の通り:

  • 化学プラントの熱交換器と配管 塩化物およびハロゲン化物含有媒体の取り扱い。

  • オフショア石油・ガス 耐塩化物性とH₂S性能が重要なトップサイド機器、ライザー、フローライン。

  • 海水淡水化プラント (前処理とブラインライン)。

  • 排煙脱硫(FGD)システム 発電所の

  • パルプ・製紙用消化装置および漂白装置。

  • マリンハードウェア海水バラストとポンプ部品。

2025 市場価格のスナップショット:米国、欧州、中国

注: ステンレス鋼板の価格は、原料相場(ニッケル、モリブデン、スクラップ)、注文サイズ、表面仕上げ、認証、物流によって変動する。下表は 指示的 業界価格リストおよび加盟店の見積もりから収集した2025の範囲 - 予算を立てるためにのみ使用し、購入の際にはしっかりとした見積もりを依頼すること。

地域 典型的な2205鋼板価格(kgまたはトン当たり) - 2025年参考値
中国(FOB/国内) ~US$7.5 - $11 / kg (≒US$7,500~$11,000/トン) - バルクの熱延コイル/厚板では下限、認定厚板や小ロットでは上限。
アメリカ(商社/工場) ~US$10 - $14 / kg (≒US$10,000~$14,000/トン)在庫場所、認証、仕上げによって異なる。
ヨーロッパ(工場/仕入先) ~US$9 - $13 / kg (≒US$9,000~$13,000/トン) - 小口注文と短納期のプレミアム。

購入のヒント (1)最新のミル証明書、(2)正確な仕上げと表面状態 (2B / HR / 研磨)、(3)出荷条件とリードタイム、(4)NDT/トレーサビリティ (必要な場合)をサプライヤーに問い合わせること。価格は、ニッケルやモリブデンの市況や運賃によって大きく変動する。

よくあるご質問

  1. 2205は316ステンレス鋼より強いのですか?
    はい、2205の降伏強度と引張強度は316 よりも大幅に高く、多くの設計で肉厚を減らすことができます。

  2. 2205板を一般的なステンレス・フィラーで溶接できるか?
    溶接部に二相鋼のバランスを保持するために、 二相鋼専用または厳選されたニッケル系充填材 (ER2209など)を使用すべきである。不適切な充填材や過度の入熱は、耐食性を低下 させる可能性がある。

  3. 2205はサワーオイル&ガスサービス(H₂S)に適し ているか?
    2205は、多くのオーステナイト系鋼よりも耐硫 化物応力割れ性に優れるが、サワーサービスの認 可は、正確なH₂S分圧、温度およびNACE/ISO基 準に依存する。

  4. 2205に対する温度の影響は?
    315℃(600°F)までは良好な性能を示す。それ以上では、相の不安定性と析出物の形成により耐食性と靭性が低下する。

  5. 2205は表面仕上げに特別なピッキングが必要ですか?
    衛生的または装飾的な用途の場合は、研磨仕上げをご要求ください。工業用には2Bまたは熱間圧延仕上げが一般的です。

  6. 2205は超二重(例えば2507)と比べてどうなのか?
    スーパー二相鋼 (2507 ファミリー)は、Cr/Mo/NとPRENが高 く、より積極的なピッティング/塩化物処理に使 われる。

  7. 少量の購入は可能ですか?
    はい、MWAlloysと多くの仕入先は、小ロットで認証された場合は単価が上がりますが、カット・トゥ・サイズのプレートを提供しています。

  8. 配達時に真偽を確認する方法は?
    製造所の試験証明書(化学的+機械的)を確認し、スタンピング/ヒートナンバーと証明書を照合し、重要な部品については、独立した試験またはポジティブ・マテリアル・アイデンティフィケーション(PMI)を要求する。

  9. 2205の冷間成形は可能ですか?
    成形は可能であるが、強度が高いため、304/316 よりも重いプレス能力を必要とし、曲げ半径を大きくする必要がある。

  10. MWAlloysの標準板の標準的なリードタイムは?
    リードタイムは在庫と数量によりますが、MWAlloysは一般的なサイズの迅速な出荷のために在庫を維持しています。

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合金2205二相ステンレス鋼プレート&工場ワークショップ
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