00Cr25Ni7Mo3WCuN

出处：按学科分类—工业技术 中国科学技术出版社《不锈钢实用手册》第763页（4509字）

00Cr25Ni7Mo3WCuN双相不锈钢是在20世纪70年代由日本住友金属工业公司和日本不锈钢工业公司开发的，牌号为DP3，该钢种的特点是在高铬、钼的基础上添加钨、铜等元素用以提高钢的耐缝隙腐蚀性能，适用于热海水、盐卤水等介质条件，耐应力腐蚀性能也很好，是一个耐中性氯化物局部腐蚀的材料，已纳入ASTM A789，A790标准，并以S31260牌号列入UNS标准，日本以SUS 329J2L牌号纳入JISG 3463标准，中国在20世纪80年代也发展了相当于这一牌号的钢种00Cr25Ni7Mo3WCuN，已成功地用于海水热交换器和热盐卤水轴流泵等部件上。

(1)化学成分和显微组织

00Cr25Ni7Mo3WCuN、DP3型钢的化学成分分别列于表4－55。

表4－55 钢的化学成分／%

该钢与其他含25%Cr的双相不锈钢一样，固溶处理后在700～1000℃温度范围短时间加热即有Cr₂N及M₂₃C₆析出，σ相析出的最敏感温度为800～900℃。

(2)力学性能

在1050～1100℃固溶处理使钢具有较好的综合力学性能。表4－56为00Cr25Ni7Mo3WCuN钢和DP3钢的室温力学性能，表4－57为00Cr25Ni7Mo3WCuN的高温力学性能。

表4－56 00Cr25Ni7Mo3WCuN和DP3钢的室温力学性能

表4－57 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的高温力学性能

00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的脆性温度区间见图4－43。钢的脆性转变温度曲线(DBTT)见图4－44，以上两图都是U型缺口的冲击试样试验结果。

图4－43 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的脆性温度区间曲线右〇A_k＜80J；曲线左〇A_k＞80J；图中数字为A_k值

图4－44 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的脆性转变温度曲线

(3)耐蚀性

a．点蚀 在上海金山海水和合成海水(3．5%NaCl，50℃)介质中，00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的点蚀电位(E_b)见表4－58。

表4－58 钢在两种海水中的点蚀电位值

含钨、铜双相不锈钢的点蚀击穿电位值明显高于316L钢。图4－45是DP3钢在0．5MNaCl溶液中与329J1(00Cr25Ni6Mo2)和316L钢的点蚀电位对比值。

图4－45 DP3钢在0．5MNaCl溶液中的点蚀电位不同氯离子含量及硫化物分压对DP3钢点蚀电位的影响见图4－46。

图4－46 不同CI^－含量及H₂S分压对DP3钢的点蚀电位的影响

DP8－00Cr25Ni7Mo3N

00Cr25Ni7Mo3WCuN钢在10%FeCl₃·6H₂O溶液中测出的钢的点蚀临界温度为50℃，见表4－59。

表4－59 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢点蚀临界温度测定结果

b．缝隙腐蚀 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢在10%FeCl₃·6H₂O，40℃和三元卤水，35℃介质中缝隙腐蚀试验结果见表4－60。

表4－60 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的缝隙腐蚀试验结果

图4－47示出DP3钢在0．5M NaCl溶液中缝隙腐蚀电位的测定结果，与图4－45相比，钢的缝隙腐蚀电位明显低于点蚀电位，但仍保持DP3＞329J1＞316L这样一个耐局部腐蚀性能的排列顺序。

图4－47 DP3钢在0．5M NaCl溶液中的缝隙腐蚀电位

在缝隙腐蚀加速试验条件下(3%NaCl+1／20M Na₂SO₄+活性碳，80℃，pH5，30d)，DP3钢和Carpenter 20(00Cr20Ni35Mo3Cu3Nb)等钢的母材和焊接接头部位的缝隙腐蚀试验结果见图4－48。显然，DP3钢的焊接接头与母材同样有较高的缝隙腐蚀抗力，甚至比Carpenter20合金更好；而329J1钢则不然，焊接接头的耐腐蚀性恶化。DP3钢在天然海水中经一年的挂片试验结果如图4－49所示，也证实了该钢有很好的耐海水腐蚀性能。

图4－48 DP3母材与焊接接头的耐缝隙腐蚀性能

(3%NaCl+1／20MNa₂SO₄+活性碳，80℃，pH5，通气，30dB－母材；W－焊接态；(W)－焊后退火态)

图4－49 几种钢的带缝隙试样在海水中的挂片试验结果(1年)

c．应力腐蚀 在25%NaCl+1%K₂Cr₂O₇，pH3．5～4沸腾溶液中，00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的恒应变(U形试样)应力腐蚀试验结果见表4－61。

表4－61 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的应力腐蚀破裂

在42% MgCl₂沸腾溶液(143℃)中，00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的恒载荷应力腐蚀试验结果见图4－50，显然该钢的破裂临界应力值()(≥343MPa)比316L钢(≥147MPa)高很多。

图4－50 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢与316L钢的应力－断裂时间曲线

在含有1000ppm Cl^－的高温高压水中，特别是在200℃左右的气液平衡的蒸汽相环境中，一般不锈钢(包括一些双相不锈钢)几乎都产生SCC，从表4－62可以看出DP3钢优越的耐含Cl^－高温高压水的应力腐蚀性能。

表4－62 各种不锈钢在含Cl^－的高温高压水中的SCC试验结果

注：〇－无破裂；×－有破裂(SCC)。

同样钢种的焊接件在沸腾浓碱中的试验结果见表4－63。在30%NaOH沸腾溶液中，3RE60和22Cr－6Ni－Ti钢产生晶间型SCC，而DP3和20Cr－6Ni－Mo2－Ti钢不论是含Cl^－和，或不含这些离子的30%NaOH沸腾溶液中都有足够的耐腐蚀性。

表4－63 各种不锈钢的焊件在沸腾碱液中的试验结果

d．晶间腐蚀 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢固溶处理后，经650℃，1h敏化，采用CuSO₄+H₂SO₄+Cu屑法检验，无晶间腐蚀倾向。

e．均匀腐蚀 DP3钢在H₂SO₄，HCl，H₃PO₄和HNO₃中的耐腐蚀性参见图4－51至图4－54。

图4－51 耐H₂SO₄性能(＜0．1mm／a)

图4－52 耐HCl酸性能(＜0．1mm／a)

图4－53 耐H₃PO₄性能

(温度：沸腾，＜0．1mm／a)

图4－54 耐HNO₃性能

(温度，沸腾，＜0．1mm／a)

(4)物理性能

见表4－84至表4－88。

(5)焊接性能

00Cr25Ni7Mo3WCuN钢有较好的焊接性，热裂纹倾向低，可采用GTAW和SMAW等方法焊接，一般不需要焊前预热和焊后热处理，焊接时需注意控制线能量和层间温度。

推荐使用的焊接材料见表4－64。

表4－64 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢用焊接材料

焊接材料中需含有氮，焊缝含氮量一般控制在0．13%－0．20%。

Ni8型焊丝可以作TIG法用的焊丝，使用该焊丝可配制25－11型焊条。直接生产00Cr25Ni7Mo3WCuN钢丝作焊条时，成材率低，生产有一定困难。

(6)冷、热加工性能

00Cr25Ni7Mo3WCuN钢冷加工硬化效应较大，但其具有较好的塑性和韧性，可以进行冷冲压成型，尤其钢中含有铜元素，有利于改善其深冲性能，但抗力较大，冷卷钢板时回弹也较大。

00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的热成型温度最好控制在1000℃以上，可热作的温度范围较窄，只有250～300℃。

(7)用途

00Cr25Ni7Mo3WCuN钢不仅在常温海水和卤水介质中，而且在热海水和卤水介质中的耐局部腐蚀性能明显优于316L钢和第二代其他双相不锈钢。因此适用于制造在沿海电厂、化工厂、盐厂及船舶上用的海水和卤水热交换器、冷却器、泵、阀等，有着广泛的应用范围。