冶韩
UNS S31254
圆钢、钢板、无缝管、丝材、带材、法兰、弯头、锻件、环件、圆饼,等
上海
大量
UNS S31254高温合金
一、材料简介
UNS S31254(也称为254SMO、NAS 185N)是一种高耐腐蚀的奥氏体不锈钢,其合金设计针对卤化物和酸的环境。该材料具有耐点腐蚀、耐缝隙腐蚀和耐晶间腐蚀性能。在某些苛刻工况下,其耐腐蚀性可与哈氏合金及钛相媲美,其成本效益常在与类似性能材料的比较中被提及。UNS S31254具有优异的耐点腐蚀、耐缝隙腐蚀性能,在高浓度氯离子介质中表现突出。其常见执行标准包括ASTM A240/A240M等,产品形式包括板材、卷材及管材。典型热处理工艺为固溶化热处理后快冷。
二、牌号与标准
该材料拥有多个国际通用的牌号,主要包括UNS S31254、254SMO、NAS 185N、W.-Nr. 1.4547、F44、00Cr20Ni18Mo6CuN等。
其他主要产品标准还包括ASTM A240/ASME SA-240、ASTM A312/ASME A312、ASTM A276以及ASTM A182/ASME SA-182等。
三、化学成分
UNS S31254的典型化学成分(质量百分比,wt%)如下:碳(C) ≤ 0.02,硅(Si) ≤ 0.8,锰(Mn) ≤ 1.00,磷(P) ≤ 0.03,硫(S) ≤ 0.01,铬(Cr) 19.5~20.5,镍(Ni) 17.5~18.5,钼(Mo) 6.0~6.5,铜(Cu) 0.5~1.0,氮(N) 0.18~0.22。
高铬、钼、氮含量是其获得高耐蚀性的基础。较低的含碳量有助于提高耐晶间腐蚀能力。
物理性能
镍金合金钢UNS S31254的密度约为8.0至8.24 g/cm³,熔点范围在1320℃到1405℃之间,且具有无磁性。其平均热膨胀系数在20至200℃时为15.6×10⁻⁶/℃。该材料的其他物理参数包括比热464 J/kg·K、固定电阻88.2 μΩ-cm、热传导率12.3 W/m·K以及纵向弹性系数16.7×10⁴ N/mm²。
机械性能
UNS S31254(254SMO)在固溶热处理状态下具有奥氏体不锈钢的机械性能,其典型机械性能为抗拉强度不低于655 MPa(或690 MPa),屈服强度不低于310 MPa,延伸率不低于35%,硬度不超过223 HB(或223 HV)。
该材料具有优异的冷加工硬化能力,通过冷变形及后续热处理可显著提升强度。例如,经56%冷轧并于1100℃退火5分钟后,屈服强度可达400.0 MPa,抗拉强度达784.3 MPa,较固溶态分别提高34.8%和12.8%,但塑性会略微下降。
UNS S31254的加工性能与标准奥氏体不锈钢相似,但强度更高,在冷轧、热轧时需留意此特性。
四、耐腐蚀性能
UNS S31254是一种高耐腐蚀超级奥氏体不锈钢。该材料是一种铬、镍、钼含量极高的超级奥氏体不锈钢,其点蚀当量(PREN)通常保持在42以上,使其在极低pH值及高盐环境下具有卓越的稳定性。
该材料针对卤化物和酸的环境而开发,广泛用于高浓度氯离子介质、海水等苛刻工况环境。在酸性介质的各种工业场合,特别是在含卤化物的酸中,其耐腐蚀性要远远优于其它不锈钢,某些情况下可以和哈氏合金以及钛相媲美。在纯硫酸中,其抗腐蚀性比316普通型不锈钢具有大得多的抗腐蚀性,但在高浓度时与904L型不锈钢相比,抗腐蚀能力则稍弱。在含有氯离子的硫酸中,该材料具有优秀的抗腐蚀力。由于可能会发生局部腐蚀和均匀腐蚀,所以316普通型不锈钢不能用于盐酸中,但是在一般温度下该材料可以用于稀释的盐酸中。在氟硅酸和氢氟酸中,普通的不锈钢的耐腐蚀范围是很有限的,而该材料则能在相当宽的浓度和温度的范围内应用。
五、热处理工艺
UNS S31254材料出厂或使用前需进行固溶热处理,以获得均匀的奥氏体组织及良好的耐腐蚀性。常见的固溶处理工艺温度范围为1125~1175℃,保温后快速冷却(水冷或空冷)。例如,依据ASTM A358/A358M-2024标准,其规定热处理温度为1150°C(2100°F)。其他厂商或研究也推荐在1150-1200℃保温后快冷。
研究表明,S31254在热处理过程中存在形成σ相等有害金属间化合物析出相的风险,其敏感温度约为1000℃,析出上限温度约为1100℃。添加硼(B)、铈(Ce)等微合金化元素可抑制σ相等有害析出相在晶界形成,并能将高钼(6.61 wt.%)材料的析出相上限温度从1150℃以上降至1100℃,从而改善材料的高温热塑性。
为进一步优化组织性能,针对热轧态的S31254,推荐的均质化固溶处理工艺为1140℃保温50分钟。

六、制造与加工
镍金合金钢UNS S31254的冷轧以及热轧加工几乎和SUS304、316等标准奥氏体不锈钢相一致,但要留意它的冷轧、热轧加工时强度较高的特性。一种小口径UNS S31254超级奥氏体不锈钢无缝换热管的制造方法包括将热挤压坯进行多道次冷轧、中间热处理、成品冷轧及成品热处理等流程,该方法生产的产品一次检验合格率高,成材率高。
含有高镍的不锈钢的特征是其切割性比奥氏体不锈钢要难,但比镍基合金要容易,切割工具要尽量使用超硬的工具,传送速度要缓慢,切割深度要大。
UNS S31254的焊接和标准奥氏体系不锈钢相同,可用手工电弧焊、氩弧焊以及等离子焊接,焊接材料请使用哈氏合金C系列,无需预热和后热 。254SMO的焊接选用高配625合金系列焊材,即ERNiCrMo-3焊丝,ENiCrMo-3焊条。
七、应用领域
UNS S31254在多个领域有应用,包括石油、石化设备中的波纹管,纸浆、造纸漂白设备中的纸浆蒸煮器、漂白设备和过滤洗涤器用的桶缸和压辊,发电厂烟气脱硫装置中的吸收塔塔体、烟道、档门板、内件和喷淋系统,海上系统或海水处理中的电厂用海水冷却薄壁冷凝管道和海水淡化处理设备,脱盐工业中的制盐或除盐设备,以及有氯离子工作环境中的热交换器。此外,该材料也用于海水环境如海水淡化装置、海水换热器和电容器电子管,高浓度氯离子环境如纸浆造纸工业和各种漂白装置,以及含高浓度食盐的环境如树脂制造装置、药品的反应容器和配管。
八、产品规格
0.8mm*1219*Coil16吨日本254SMo板材UNSS31254
1.0mm*1219*Coil16吨日本254SMo板材UNSS31254
1.2mm*1219*Coil8吨 日本254SMo板材UNSS31254
1.5mm*1219*Coil6吨 瑞典254SMo板材UNSS31254
2.0mm*1500*Coil3吨 瑞典254SMo板材UNSS31254
3.0mm*1500*Coil4吨 瑞典254SMo板材UNSS31254
1.0*1000*C 0.53 张浦254SMo板材UNSS31254
1.0*1219*C 4.56 冶金254SMo板材UNSS31254
4*1500*C 4.82 瑞典254SMo板材UNSS31254
0.8*1219*2438 0.04 冶金254SMo板材UNSS31254
1.0*1000*3000 0.12 张浦254SMo板材UNSS31254
2(1.98-2.0)*1500*6000 3.41 瑞典254SMo板材UNSS31254
4.1*1500*6000 3.34 瑞典254SMo板材UNSS31254
4.1*1500*7000 1.42 瑞典254SMo板材UNSS31254
5*1500*6000+3000 4.26 瑞典254SMo板材UNSS31254
8*2000*6000 1.58 新日铁254SMo板材UNSS31254
12*2000*6000 5.93 新日铁254SMo板材UNSS31254
14*2000*6000 1.38 新日铁254SMo板材UNSS31254
16*2000*6000 1.620 新日铁254SMo板材UNSS31254
20*2000*4760 1.57 新日铁254SMo板材UNSS31254
镍金合金钢UNS S31254