Zeron 100 / F55 超级双相不锈钢（UNS S32760，1.4501）：标准、成分与性能
F55 是超级双相钢 UNS S32760 的 ASTM A182 锻件，商品名 Zeron 100：奥氏体-铁素体不锈钢，含 24–26 % Cr、3–4 % Mo、0.20–0.30 % N，并添加铜和钨（各 0.5–1.0 %），采购规范（NORSOK M-630、制造商）要求 PREN ≥ 40，屈服强度 550 MPa。在 EN 中为 1.4501；铸件牌号为 6A（CD3MWCuN）。F53（S32750，2507）是另一种超级双相钢，不含 Cu 和 W，有单独的页面。
UNSS32760（Zeron 100）；对应铸件 J93380（6A）
EN / W.Nr.1.4501 X2CrNiMoCuWN25-7-4
PRENASTM 本身即要求 ≥ 40（Cr + 3.3(Mo + 0.5 W) + 16 N）
屈服强度 / 抗拉强度最小值550 / 750–895 MPa（F55 锻件）
铁素体35–55 % 是常见的采购范围（NORSOK）；ASTM 未作规定
同一成分，多种标准
名称随产品形态而变。选型时请注明标准、牌号和级别。
| 形态 | ASTM/ASME | 牌号/等级 | EN | ABNT/其他 |
|---|---|---|---|---|
| 锻件和法兰（B16.5） | A182 / SA-182 | F55（S32760） | EN 10250-4 / EN 10222-5: 1.4501* | NORSOK M-630 MDS D54* |
| 棒材 | A479 / SA-479; A276 | S32760 | EN 10088-3 / EN 10272: 1.4501 | NORSOK MDS D57* |
| 板材、卷材、带材 | A240 / SA-240 | S32760 | EN 10088-2 / EN 10028-7: 1.4501 | NORSOK MDS D55* |
| 无缝管（管线） | A790 / SA-790 | S32760 | EN 10216-5: 1.4501 | NORSOK MDS D51* |
| 换热器管 | A789 / SA-789 | S32760 | EN 10216-5 | NORSOK MDS D58* |
| 焊接管 | A790（焊接）；A928（熔焊，1–5 级） | S32760 | EN 10217-7: 1.4501* | NORSOK MDS D52* |
| 管件（对焊） | A815 / SA-815 | WPS32760（WP-S、WP-W、WP-WX、CR 级）* | EN 10253-4* | NORSOK MDS D53* |
| 铸件 | A890 / A995（承压） | 6A = CD3MWCuN（J93380） | — | NORSOK MDS D56* |
| 焊接材料 | AWS A5.9 / A5.4 / A5.22 | ER2594、E2594、E2594T；Zeron 100X 型 | EN ISO 14343: 25 9 4 N L | Zeron 100X（含 W）与 S32760 匹配 |
| 垫圈/螺栓，酸性环境 | A182 / A479 / A276 + NACE | S32760 | — | NACE MR0175/ISO 15156-3; NACE MR0103; API 6A* |
NBR 5601 没有超级双相钢牌号（未经确认*）；请按 UNS + ASTM/EN 产品标准指定。NORSOK MDS 编号来自旧版清单，现行版 M-630 中可能已变更*。
公差和 HS 编码
- 锻造棒材（圆棒和方棒）：直径方向加工余量从 2 mm（Ø 6–16 mm）到 24 mm（Ø 400–500 mm）。例如成品 Ø 100–125 mm：+7 mm，公差 +6 / −0（长度最大 3,500 mm）。
- 锻造圆盘：直径余量 4 至 9 mm，高度余量 3 至 11 mm，仅正公差。
- 切割和机加工：带锯长度 −0 / +5 至 +15 mm；水刀直径 +10 % 厚度（最小 2 mm）；机加工零件直径 −0 / +2 至 +5 mm。查看完整表格（INF 002 和 INF 003，适用于所有合金）。
| 形态 | NCM（巴西，8 位） | HS（国际，6 位） | HTS（美国，10 位）* | CN（欧盟，8 位）* |
|---|---|---|---|---|
| 锻造棒材 | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| 热轧棒材 | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| 板材（> 10 mm，宽度 ≥ 600 mm） | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| 无缝管 | 7304.41.90 | 7304.41 | 7304.41.6045 | 7304 41 00 |
| 焊接管 | 7306.40.00 | 7306.40 | 7306.40.5085 | 7306 40 80 |
| 法兰和管件 | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
税则类别：不锈钢（按化学成分，依据第 72 章注释和第十五类注释 5）。
*：美国和欧盟编码仅供参考。NCM 依据现行法规（归类总规则、第 72、74 和 75 章注释及第十五类注释 5）。请根据物品尺寸和表面状态，向您的报关行确认最终编码。HS = NCM 的前 6 位。
按标准的化学成分 (%)
各标准的成分范围并列对照，便于看出差异。
| 标准 / 牌号 | C 最大值 | Mn 最大值 | P 最大值 | S 最大值 | Si 最大值 | Cr | Ni | Mo | N | 其他 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A240/A182 F55（S32760） | 0.030 | 1.00 | 0.030 | 0.010 | 1.00 | 24.0–26.0 | 6.0–8.0 | 3.0–4.0 | 0.20–0.30 | Cu 0.50–1.00；W 0.50–1.00*；PREN ≥ 40 |
| A890/A995 6A（CD3MWCuN） | 0.03 | 1.00 | 0.030 | 0.025 | 1.00 | 24.0–26.0 | 6.5–8.5 | 3.0–4.0 | 0.20–0.30 | Cu 0.5–1.0；W 0.5–1.0 |
按标准的力学性能
室温下、所述交货状态的最低值。
| 标准和状态 | 屈服强度最小值 | 抗拉强度 | 伸长率 | 断面收缩率 | 硬度 |
|---|---|---|---|---|---|
| 锻件 | |||||
| A182 F55，固溶处理 | 550 MPa (80 ksi) | 750–895 MPa (109–130 ksi) | 25 % | 45 % | 未规定* |
| 轧材 | |||||
| A240 S32760，板材 | 550 MPa | 750–895 MPa | 25 % | — | 最大 270 HBW*（各来源不一致） |
| A479 / A276 棒材 S32760 | 550 MPa | 750–895 MPa* | 25 %* | * | 最大 310 HBW（Langley） |
| 管材、管件和铸件 | |||||
| A790 / A789 S32760 | 550 MPa | 750–895 MPa | 25 % | — | 最大 310 HBW / 32 HRC* |
| A815 WPS32760 | 取决于原材料* | 最小 750 MPa* | 25 %* | — | * |
| A890 / A995 6A（CD3MWCuN） | 450 MPa (65 ksi) | 最小 690 MPa（100 ksi） | 25 % | — | — |
F55（S32760）与 F53（S32750）：Zeron 100 与 2507
两种合金基体相同，均为 25Cr-7Ni，屈服强度同为 550 MPa。S32750（2507）的 Mo（最高 5 %）和 N（0.24–0.32 %）更高，不含 W；其最低抗拉强度更高（800 MPa），伸长率更低（15 %）。S32760（Zeron 100）添加 Cu 和 W（各 0.5–1.0 %），Mo 最高 4 %，并在成分要求中本身就规定 PREN ≥ 40；抗拉强度为 750–895 MPa，伸长率 25 %。实际上两者在许多 MDS 中可互换（NORSOK 将两者列在同一数据表中），但并不是同一牌号：请核对技术规范要求的是哪个 UNS，并使用匹配的焊材（ER2594 或 Zeron 100X 型）。
标准要求的热处理
| 标准 | 交货状态 | 温度 |
|---|---|---|
| A182 F55 / A240 S32760 | 固溶处理并液冷 | 1100–1140 °C (2010–2085 °F) |
| A790 S32760 | 固溶处理并快速冷却 | 1070–1140 °C（1960–2085 °F）（Total Materia）* |
| A890 / A995 6A | 固溶处理并水淬 | 最低 1100 °C* |
规划 超级双相钢 Zeron 100 / F55 / S32760 的自由锻：锻造比、细长比以及需要发送的材料量 →模拟钢锭或棒材的下料方案 →
系列中的变体
| 变体 | 标准 | 区别 | 屈服强度 / 抗拉强度 |
|---|---|---|---|
| S32750（2507、SAF 2507，1.4410） | A182 F53, A240, A479, A790, A789, A815, A928 | Mo 3–5 %，N 0.24–0.32 %，不含 W/Cu | 550 / 800 MPa |
| S32760（Zeron 100，1.4501） | A182 F55, A240, A276, A479, A790, A789, A815, A928 | Cu 0.5–1 %，W 0.5–1 %；要求 PREN ≥ 40 | 550 / 750–895 MPa |
| S32550（Ferralium 255，1.4507） | A182 F61, A240, A479, A276, A790 | Cu 1.5–2.5 %，Ni 和 N 较低；最低 PREN 可能 < 40 | 550 / 750–760 MPa |
| S32520（UR 52N+、Ferralium 255-SD50，1.4507） | A182 F59, A240, A789, A790, A928 | Cu 0.5–3 %*，N 最高 0.35 %；PREN > 40 | 550 / 770 MPa |
| CE3MN（5A，J93404） | A890 / A995 5A | 相当于 2507 的铸件；Mo 4–5 % | 515 / 690 MPa |
| CD3MWCuN（6A，J93380） | A890 / A995 6A | 相当于 Zeron 100 的铸件（Cu + W） | 450 / 690 MPa |
腐蚀、PREN 与温度
- PREN: Cr + 3.3 (Mo + 0.5 W) + 16 N。对于 S32760，NORSOK M-630、NACE MR0175 和制造商规范（Zeron 100）要求 PREN ≥ 40；按 ASTM 最低含量计算约为 38，因此要在炉号上核查 PREN。
- 点蚀和缝隙腐蚀: 常用试验为 ASTM G48 方法 A，50 °C、24 h，无点蚀（22Cr：40 °C）。典型 CPT 远高于 22Cr 双相钢和 316L。
- 金属间相（σ 相、χ 相）: 在约 600 至 1000 °C 之间快速析出；关键形成范围约为 320 至 955 °C（A923）。固溶处理后缓慢冷却，或大热输入焊接，会使韧性和耐点蚀性能骤降。
- 475 °C 脆化: 铁素体在约 300 至 525 °C 之间长期暴露会硬化，因此连续使用温度限制在约 250 °C（ASME 通常接受到约 315 °C）*。
- 低温: 通过 −46 °C（NORSOK：平均 45 J / 单个 35 J）或 −40 °C（A923 方法 B）的夏比冲击试验证明韧性。
- NACE MR0175/ISO 15156-3: 固溶处理态的超级双相钢可使用，但 pH2S、氯化物和温度限值取决于 PREN 范围（40–45）；NACE MR0103 将超级双相钢限制在 32 HRC；NORSOK 采购通常要求 28 HRC / 270 HB*。
超级双相钢要求的试验（ASTM A923、G48、NORSOK）
- ASTM A923: 检测金属间相：方法 A（NaOH 浸蚀，仅用于验收）、方法 B（夏比冲击）和方法 C（三氯化铁）。
- A923 方法 C: S32750、S32550 和 S32520 在 40 °C 下试验，最大失重 10 mdd。S32760 未出现在 2008 版中；请在现行版本中确认*。
- A923 方法 B: S32750 在 −40 °C 下试验，冲击功由买卖双方商定；铸件 J93404（5A）在 −46 °C 下，最小 54 J。
- ASTM G48 A，50 °C / 24 h: 无点蚀且质量损失 ≤ 4 g/m²，是 NORSOK M-630/M-650 常用的判据*。
- 铁素体（ASTM E562）: 母材中为 35–55 %；焊缝中为 30–70 %（NORSOK M-601）*。
- NORSOK M-650: 制造商资格认证（锻造厂、铸造厂、轧制厂），针对 25Cr；需要提供带上述试验的资格认证试件。
焊接
| 项目 | 常规做法 |
|---|---|
| 焊接材料 | ER2594（AWS A5.9）、E2594（A5.4）或 Zeron 100X 型焊材（含 W）；EN ISO 14343 25 9 4 N L |
| 气体 | Ar + 2 % N2（保护气）；背面吹扫用 Ar 或 Ar + N2，以避免根部失氮 |
| 预热 | 不预热 |
| 道间温度 | 最高 100–150 °C（25Cr 常用 100 °C）* |
| 热输入 | 低且受控，约 0.5–1.5 kJ/mm，在不析出 σ 相的前提下平衡铁素体含量* |
| 焊后热处理 | 不做去应力处理；如有需要，仅可进行完整的固溶处理并水淬 |
| 检验 | 评定时检验铁素体和硬度（通常最大 350 HV10），并按 NORSOK M-601/M-650 做 G48 和夏比冲击* |
焊接用填充金属
焊丝成分通常与母材不完全相同：各页面会说明原因。
国际对应牌号
| 体系 | 牌号 |
|---|---|
| UNS | S32760；对应铸件 J93380（6A） |
| ASTM 锻件 | F55（S32760） |
| EN / W.Nr. | 1.4501 X2CrNiMoCuWN25-7-4 |
| 商品名 | Zeron 100（Rolled Alloys） |
| JIS | 无直接对应的 JIS 牌号* |
| GB | 无直接对应的 GB 牌号* |
| ABNT / SAE / AISI | 无 AISI/SAE 牌号；NBR 5601 无对应牌号* |
对应关系按近似成分确定；最低性能、试验和热处理因标准而异。
典型应用
| 形态或行业 | 应用场合 |
|---|---|
| 海上油气 | 海水管线、注入系统、管汇、脐带缆和消防水系统（NORSOK） |
| 海底 | 与海水接触的连接器、F55 法兰、法兰毂和阀门 |
| 海水淡化（SWRO） | 输送盐水的高压管道和容器 |
| 化工和制浆 | 接触氯化物和酸的换热器、泵和设备 |
| 泵和阀门 | 铸造 6A 阀体、A479 棒材轴和内件 |
| 紧固件 | 用于氯化物和 H2S 环境的超级双相钢双头螺柱和螺母 |
常见问题
F53 和 F55 是同一种材料吗？
不是。F53 是 S32750（2507），F55 是 S32760（Zeron 100，含 Cu 和 W）。两者屈服强度同为 550 MPa，基体同为 25Cr，但成分、抗拉强度和热处理不同。
F55 的最低 PREN 是多少？
PREN ≥ 40，由采购规范（NORSOK M-630、NACE MR0175 和制造商）要求，并按炉号分析核查：Cr + 3.3 (Mo + 0.5 W) + 16 N。仅按 ASTM 最低含量计算约为 38。
双相钢和超级双相钢有什么区别？
22Cr 双相钢（S31803/S32205，F51/F60）PREN 约 34，屈服强度 450 MPa。25Cr 超级双相钢 PREN ≥ 40，屈服强度 550 MPa，适用于海水和腐蚀性更强的氯化物环境。
哪种铸件对应 Zeron 100？
ASTM A890/A995 6A 牌号（CD3MWCuN，J93380），与 S32760 一样含 Cu 和 W。
需要 超级双相钢 Zeron 100 / F55 / S32760？棒材、锻件和零件，附 EN 10204 3.1 证书。
