雙相不銹鋼的發展與應用開始于20世紀30年代,法國在1935年獲得第一個專利。雙相不(bu)銹鋼(gang)已發展了三代,第一代雙相不銹鋼以美國40年代開發的329鋼為代表,含高鉻、鉬,耐局部腐蝕性能好,但含碳量較高(≤0.1%C),因此焊接時失去相的平衡,沿晶界析出碳化物導致耐腐蝕性及韌性下降,焊后必須經過熱處理,一般用于鑄鍛件,在應用和發展上受到限制。前蘇聯50年代發展了含穩定元素鈦的08X21H5T和08X21H6M2T鋼,德國也有1.4582,法國有Uranus50,英國有Ferralium255,日本在美國329鋼基礎上降碳,提出了329J1鋼種,這些鋼都可作為可焊接的結構件使用。


 隨(sui)后至(zhi)60年代(dai)(dai)中期(qi)瑞典(dian)開發(fa)了著名的3RE60鋼,它是(shi)第一代(dai)(dai)雙相(xiang)(xiang)不銹鋼的代(dai)(dai)表鋼種,特點是(shi)超低碳(tan),含鉻量(liang)為(wei)18%,焊(han)接及成型性能良(liang)好,廣泛代(dai)(dai)替AISI304L、316L用作耐(nai)(nai)氯離子應力腐(fu)(fu)蝕(shi)的材(cai)料,該鋼的問題是(shi)在焊(han)接熱影響區易出現(xian)單相(xiang)(xiang)鐵素體組(zu)織(zhi),導致耐(nai)(nai)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)及晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)性能下降。


 70年代(dai)(dai)以來,隨著二(er)次精煉技術AOD和VOD等方法的(de)(de)(de)(de)出現與(yu)普及(ji)以及(ji)連(lian)鑄技術的(de)(de)(de)(de)發展,容易(yi)煉出超低(di)碳(C≤0.03%)的(de)(de)(de)(de)鋼,同時發現氮(dan)(dan)作(zuo)為(wei)(wei)奧氏(shi)體(ti)(ti)形成元素對雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼有重要(yao)作(zuo)用(yong):在(zai)焊接接頭(tou)(tou)熱影響區快速冷卻時,氮(dan)(dan)促進了高(gao)(gao)溫下形成的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)逆轉變為(wei)(wei)足夠的(de)(de)(de)(de)二(er)次奧氏(shi)體(ti)(ti)以維持必要(yao)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)平(ping)衡(heng),提高(gao)(gao)了接頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性;氮(dan)(dan)可以提高(gao)(gao)富氮(dan)(dan)奧氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)孔蝕(shi)(shi)能(neng)力,與(yu)富鉻、鉬(mu)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)取得(de)平(ping)衡(heng),提高(gao)(gao)了材料(liao)整體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)孔蝕(shi)(shi)性能(neng);氮(dan)(dan)能(neng)減(jian)輕鉻、鎳等元素在(zai)兩相(xiang)(xiang)中(zhong)分布(bu)的(de)(de)(de)(de)差異(yi),降低(di)選擇腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)傾向性。正是利用(yong)氮(dan)(dan)元素的(de)(de)(de)(de)獨(du)特效(xiao)果,以及(ji)鋼中(zhong)容易(yi)獲得(de)超低(di)碳,改進了第一(yi)代(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)缺點,從而開創了第二(er)代(dai)(dai)新(xin)(xin)型的(de)(de)(de)(de)含氮(dan)(dan)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼,開發了新(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)領域。


 第二代雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)不論是(shi)18Cr型,還是(shi)22Cr和25Cr型大多數屬(shu)于(yu)超低碳型,并(bing)且(qie)含(han)有(you)鉬、銅(tong)或硅等(deng)提(ti)高(gao)耐(nai)蝕性的(de)元素(su)。針對酸性油井(jing)井(jing)管及管線用(yong)鋼(gang)要求(qiu),瑞典開發出了SAF2205,此鋼(gang)種已納入美國的(de)ASTMA789和A790標準。日(ri)本(ben)有(you)近十(shi)個廠家(jia)都在(zai)生(sheng)產雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)。應(ying)用(yong)范圍很寬(kuan),如應(ying)用(yong)于(yu)工業用(yong)水(shui)及海水(shui)熱交換器、尿素(su)高(gao)壓(ya)設(she)備、硝酸設(she)備等(deng)。法(fa)國有(you)URANUS系(xi)列,英(ying)國有(you)ZERON鑄鋼(gang)系(xi)列。德國也有(you)納標的(de)系(xi)列牌號。


 80年代(dai)后期發展的超級雙相不銹(xiu)鋼(Super DSS) 是(shi)屬于(yu)第三代(dai)雙相不銹(xiu)鋼,牌號有SAF2507, UR52N+, Zeron100等,這類(lei)鋼的特(te)點是(shi)含(han)碳量(liang)低(C0.01%~0.02%),含(han)高鉬和高氮(Mo約(yue)4%,N約(yue)0.3%),鋼中(zhong)鐵素體(ti)含(han)量(liang)40%~45%,此類(lei)鋼具有優良的耐孔蝕性(xing)能,孔蝕抗力(li)當量(liang)值 (PRE=Cr% +3.3Mo%+16N%)大于(yu)40。


 在(zai)國外經過幾(ji)代(dai)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展和(he)完善,至(zhi)今已有包括超級(ji)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)內的(de)(de)(de)(de)(de)系列牌號。雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)己是一個成熟的(de)(de)(de)(de)(de),能(neng)(neng)與馬氏體(ti)(ti)、鐵素體(ti)(ti)、奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)并列的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)類。發(fa)展到今天(tian),國外的(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)無論從生產(chan)(chan)(chan)、加工制造(zao)及應(ying)用(yong)(yong)角度(du)來看(kan),技術上已然比較成熟,作為一種性(xing)能(neng)(neng)優(you)良(liang),又能(neng)(neng)節省投資的(de)(de)(de)(de)(de)工程材料在(zai)一些用(yong)(yong)途上取代(dai)了(le)普通的(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),應(ying)用(yong)(yong)領域十分(fen)廣泛。盡管世界雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)產(chan)(chan)(chan)量(liang)不是很高,只占世界不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)產(chan)(chan)(chan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)1%,但隨著(zhu)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)局部腐蝕性(xing)能(neng)(neng)好和(he)強度(du)高的(de)(de)(de)(de)(de)優(you)勢的(de)(de)(de)(de)(de)充分(fen)利(li)用(yong)(yong)和(he)展現,以及有目共睹(du)的(de)(de)(de)(de)(de)良(liang)好使用(yong)(yong)效果(guo),使其每年(nian)以17%的(de)(de)(de)(de)(de)速率增(zeng)長著(zhu),至(zhi)2002年(nian)產(chan)(chan)(chan)量(liang)已達11萬噸(dun)以上。



 所謂雙相不銹鋼是在其固淬組織中鐵素體相與奧氏體相各占一半,一般最少相的含量也許要達到30%。由于兩相組織的特點,通過正確控制化學成分和熱處理工藝,使DSS兼有在線亞洲日產一區二區:鐵素體不銹鋼在線亞洲日產一區二區:奧氏體不銹鋼的優點。

 

與奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)相比(bi),雙相不銹(xiu)鋼(gang)的優(you)勢如(ru)下:


  1. 屈服強度比普通奧氏體不銹(xiu)鋼高(gao)一倍(bei)多,且具有(you)成(cheng)型需要的(de)足夠的(de)塑韌性。采(cai)用(yong)(yong)雙相不銹(xiu)鋼制造儲罐或(huo)壓(ya)力容器的(de)壁厚(hou)要比常用(yong)(yong)的(de)奧氏體減少30-50%,有(you)利于(yu)降低(di)成(cheng)本。


  2. 具(ju)有優(you)異的(de)(de)(de)耐應力腐蝕破(po)裂(lie)的(de)(de)(de)能力,即使是含(han)合金(jin)量(liang)最低的(de)(de)(de)雙相不銹(xiu)鋼也(ye)有比奧氏體不銹(xiu)鋼更高的(de)(de)(de)耐應力腐蝕破(po)裂(lie)的(de)(de)(de)能力,尤其在含(han)筑離(li)子的(de)(de)(de)環境中。應力腐蝕是普通(tong)類氏體不銹(xiu)鋼難以(yi)解(jie)決的(de)(de)(de)突出(chu)問題。


  3. 在許(xu)多介質(zhi)中應用最普遍(bian)的(de)2205雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)耐腐蝕性(xing)(xing)優于普透的(de)316L類(lei)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)氛,而超級雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼具有極高(gao)的(de)耐腐蝕性(xing)(xing),再(zai)一些介質(zhi)中,如醋酸,甲酸等甚至(zhi)可以取代(dai)高(gao)合(he)金奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼,乃至(zhi)耐蝕合(he)金。


  4. 具(ju)有良(liang)好的(de)耐(nai)局部(bu)腐(fu)蝕(shi)性能,與合金含量相當的(de)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)相比,它的(de)甜磨損稿蝕(shi)和鼓勞腐(fu)蝕(shi)性能都優于奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)。


  5. 比奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)的線(xian)膨脹系數低(di),和碳鋼(gang)(gang)接(jie)近,適合(he)與(yu)碳鋼(gang)(gang)連接(jie),具有重(zhong)要的工程意義,如(ru)生產(chan)復合(he)板或(huo)襯(chen)里等。


 6. 不(bu)論在動戴或(huo)靜(jing)載條(tiao)件(jian)下,比奧氏(shi)體不(bu)每鋼具(ju)有更高的能量吸(xi)收能力,這(zhe)對結(jie)構件(jian)應(ying)付突(tu)發事故如沖撞,露炸等,雙相不(bu)銹鋼優勢(shi)明顯,有實際(ji)應(ying)用(yong)價(jia)值.


 與(yu)奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼相比,雙相不銹(xiu)鋼的弱勢如下:


 1. 應用(yong)(yong)的(de)普遍性(xing)與多面性(xing)不(bu)如奧氏體不(bu)銹鋼,例如其使(shi)用(yong)(yong)濕度必(bi)須控制在250攝氏度以下(xia)。


 2. 其塑(su)韌性(xing)較奧(ao)氏體不銹鋼低,冷,熱加工工藝和成型性(xing)能不如奧(ao)氏體不銹氛。


  3. 存在中溫脆性區,需要嚴格控制熱處理和焊接(jie)的(de)工(gong)藝制度,以避免有(you)害(hai)相的(de)出(chu)現(xian),損害(hai)性。


 與鐵素體不(bu)(bu)銹鋼相(xiang)比,雙相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼的優勢如下:


  1. 綜合(he)力(li)學性(xing)能比(bi)鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼好(hao),尤其是型韌性(xing),不象鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼那樣對脆性(xing)敏(min)感。


  2. 除耐(nai)應力腐蝕性能外,其他耐(nai)局(ju)部腐蝕性能都優(you)于鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼。


  3. 冷加(jia)工(gong)工(gong)藝性能(neng)和冷成型性能(neng)遠優于鐵素體(ti)不(bu)銹鋼。


  4. 焊接性(xing)能也(ye)遠優于(yu)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,一般焊前不(bu)需(xu)預熱(re),焊后(hou)不(bu)需(xu)熱(re)處理。


  5. 應用(yong)范圍(wei)較(jiao)鐵(tie)素體不銹解寬。


 與鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)比(bi),雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)的弱勢如下:


  合金元素(su)含量高,價(jia)格相對高、一般鐵(tie)素(su)體不含鎳。


 綜(zong)上(shang)所述,可(ke)以(yi)(yi)概(gai)括地看出(chu)雙相不銹鋼的使(shi)用性能和工(gong)藝(yi)性能的概(gai)貌,它以(yi)(yi)其優(you)越的力學與耐腐(fu)蝕綜(zong)合性能贏得(de)了使(shi)用者的青味,已成為既(ji)節省重(zhong)量又節省投資的優(you)良的耐蝕工(gong)程材料。