主要成分
药物和生物技术行业的卫生要求相对较高，用于制造加工容器和管道系统的材料必须具有极好的耐腐蚀性和清洁性，以确保药物的纯度和质量。材料必须能够在生产环境以及消毒和清洁程序中承受温度，压力和侵略性介质。此外，该材料必须具有良好的焊接性并满足表面表面处理的行业要求。
制药和生物技术行业中工艺设备的主要制造材料是316L（UNS S31603，EN1.4404）奥氏体不锈钢。316升不锈钢的耐腐蚀性，可焊性，电抛光特性以及易于使用的可用性使其成为大多数药物应用的理想材料。
尽管316L不锈钢在许多过程环境中的表现良好，但通过仔细选择316L不锈钢的特定化学成分并改善了诸如电磁磁盘再现（ESR），用户仍在改善316L不锈钢的性能。
如果过程条件对于316L不锈钢太腐蚀性，则用户可以继续使用316L不锈钢，但是维护成本将增加，或者可以切换为具有较高合金组成的6％钼超奥氏体不锈钢，例如Al-6XN®（UNS N08367）或254SMO®（UNS S31254，EN1.4547）。近年来，生物技术行业认识到使用2205（UNS S32205，EN1.4462）的双链不锈钢用于制造设备的好处。
图1制药行业的研发容器由2205双链不锈钢板厚度为10和2205双链不锈钢板，厚度为4.8毫米。与产品接触的表面将电抛为ASMEBPE - SF4饰面。@Genentech
2205双链不锈钢
316L不锈钢的金相结构包括奥氏体相和非常少量的铁氧体相，并且通过向合金添加足够量的镍来稳定奥氏体相。
锻造316升不锈钢的镍含量通常为10-11％。已经调整了双链不锈钢的化学成分，以使形成的微结构包含大致相同量的铁素体和奥氏体相（图2）。微动物。2205双链不锈钢是通过将镍含量降低到约5％并调节锰和氮形成约40-50％铁氧体的添加而形成的。
2205双链不锈钢的化学成分平衡，奥氏体相和铁氧体相具有较大或相等的耐腐蚀性。
图2（a）锻造的316升不锈钢的微观结构，显示了奥斯丁晶粒和偶尔可见的铁氧体条（b）锻造的2205双双不锈钢的微观结构，显示奥斯丁岩（光相），大约等于富含铁石（黑色）。
与普通的奥氏体不锈钢（如304L和316L）相比，2205双不锈钢及其细粒度的微观结构的氮含量增加的氮含量增加了其强度。在溶液退火条件下，2205双不锈钢的屈服强度约为316升不锈钢的两倍。
由于其高强度，根据用于制造工艺设备的设计代码，2205双双不锈钢的允许应力可能更高。在许多应用中，可以减少壁厚，从而节省重量和节省成本。
表1基于ASTM A 240要求的316L和2205不锈钢的化学成分比较
| 年级 | UNS号 | C | Mn | p | s | si | cr | 你 | 莫 | n |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 316L | S31603 | 0.03 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 0.75 | 16.0-18.0 | 10.0-14.0 | 2.0-3.0 | 0.10 |
| 2205 | S32205 | 0.03 | 2.00 | 0.030 | 0.020 | 1.00 | 22.0-23.0 | 4.5-6.5 | 3.0-3.5 | 0.14-0.20 |
- 最大除非另有说明
表2溶液退火双级316/316L和2205双链不锈钢的机械性能比较（根据ASTM A240*）
| 年级 | UNS号 | 抗拉强度 | 产量强度 | 伸长 | 硬度，最大 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KSI | MPA | KSI | MPA | 布里尔 | 罗克韦尔 | |||
| 316L | S31603 | 75 | 515 | 30 | 205 | 40％ | 217 | 95小时 |
| 2205 | S32205 | 95 | 655 | 65 | 450 | 25％ | 293 | 31 HRC |
- 除非另有说明，否则所有最小值3
- 双级316/316L不锈钢的强皮的最小值；单年316L不锈钢的最低偷窃要求较低
COrrosive属性
点抗性
药物和生物技术应用中不锈钢腐蚀的最常见形式是在含氯化物的环境中腐蚀。2205双不锈钢的铬，钼和氮含量较高，可实现斑点和裂缝腐蚀性明显优于316升不锈钢。不锈钢的相对点蚀性可以通过测量在6％氯化铁标准测试溶液中测量发生点蚀所需的温度（临界点温度）。
如图3所示，2205双面不锈钢的临界点蚀温度（CPT）在316升不锈钢和6％钼超奥氏体不锈钢之间。应该注意的是，在氯化铁溶液中测量的CPT数据可用于比较材料的耐药性与氯离子蚀蚀腐蚀，但不应用于预测其他氯化物环境中材料的临界点温度。
图3在6％FECL3测试溶液中测得的临界点温度的比较
应力腐蚀破裂
当温度高于60°C时，在拉伸应力和氯离子的联合作用下，316升不锈钢容易裂缝。这种腐蚀的灾难性形式称为氯化应激腐蚀破裂（SCC）。在为热过程流体条件选择材料时，必须考虑这种腐蚀。应避免在氯离子存在下使用316颗不锈钢和60°C或更高的温度。如图4所示，在简单的盐溶液中至少至少120°C的简单盐溶液中，2205双相不锈钢对SCC具有抗性。
图4比较316升不锈钢和2205双链不锈钢之间氯离子应力腐蚀破裂的临界值
红锈
暴露于高纯水的不锈钢可能会在表面上产生薄污渍或锈蚀，称为红锈（图5）。这种生锈主要由氧化铁或氢氧化铁颗粒组成，可以有多种颜色，包括红色，金黄色，蓝色，灰色和深棕色的阴影。尚不清楚形成红锈病的原因，但是特定的不锈钢等级和表面处理可能会影响红锈的形成。
图5.金黄色（a）和灰色黑色（b）切割不锈钢管的内壁上的红锈病
在制药和生物技术行业中，注射水（WFI）系统暴露于清洁的蒸汽和高纯净的水环境中，有红锈是常见的。蒸馏装置，储罐，工艺容器，泵，阀门和管道等组件可能会受到影响。
由于产品污染的潜力，高度红色的材料表面需要昂贵且耗时的清洁操作。因此，有必要需要在药品和生物技术中使用的候选材料至少具有与316L不锈钢相同的红锈病。
已经对红锈现象进行了系统的研究，包括316升不锈钢和2205双面不锈钢。根据这项研究，2205条不锈钢至少与316升不锈钢一样具有抗性。
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