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(xiu)鋼已發展了三代,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。


 隨后至(zhi)60年代中(zhong)期瑞典開發(fa)了著名(ming)的(de)3RE60鋼(gang),它是(shi)第一代雙相不銹(xiu)鋼(gang)的(de)代表(biao)鋼(gang)種(zhong),特點是(shi)超低碳,含鉻量為18%,焊(han)接及(ji)成型(xing)性能(neng)良好,廣泛(fan)代替AISI304L、316L用作耐氯離子應力腐(fu)蝕(shi)的(de)材料,該(gai)鋼(gang)的(de)問題是(shi)在焊(han)接熱(re)影響(xiang)區易出(chu)現單相鐵素體組織,導致耐應力腐(fu)蝕(shi)及(ji)晶間腐(fu)蝕(shi)性能(neng)下(xia)降。


 70年代(dai)(dai)以(yi)(yi)(yi)來,隨(sui)著二次精煉(lian)技術AOD和VOD等方法的(de)(de)(de)(de)(de)出現(xian)與普及以(yi)(yi)(yi)及連鑄(zhu)技術的(de)(de)(de)(de)(de)發展,容(rong)易(yi)煉(lian)出超(chao)低碳(tan)(C≤0.03%)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang),同時發現(xian)氮(dan)作為奧(ao)氏體(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)對(dui)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)有重要作用:在焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)熱影響區(qu)快速(su)冷卻時,氮(dan)促進了(le)(le)高(gao)(gao)溫下形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)逆轉變為足夠的(de)(de)(de)(de)(de)二次奧(ao)氏體(ti)以(yi)(yi)(yi)維持必(bi)要的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)平(ping)衡,提(ti)高(gao)(gao)了(le)(le)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性;氮(dan)可(ke)以(yi)(yi)(yi)提(ti)高(gao)(gao)富(fu)氮(dan)奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐孔蝕(shi)能力,與富(fu)鉻、鉬的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)取(qu)得平(ping)衡,提(ti)高(gao)(gao)了(le)(le)材料整體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)耐孔蝕(shi)性能;氮(dan)能減輕鉻、鎳(nie)等元(yuan)(yuan)素(su)(su)在兩相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)分(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)差異,降低選擇腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)傾向(xiang)性。正是(shi)利用氮(dan)元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)獨(du)特效果,以(yi)(yi)(yi)及鋼(gang)中(zhong)容(rong)易(yi)獲得超(chao)低碳(tan),改進了(le)(le)第一代(dai)(dai)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)缺點,從而開創了(le)(le)第二代(dai)(dai)新型的(de)(de)(de)(de)(de)含氮(dan)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang),開發了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)應用領(ling)域。


 第二代雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)論是(shi)18Cr型(xing),還是(shi)22Cr和25Cr型(xing)大(da)多數屬于(yu)超低碳型(xing),并且含(han)有(you)鉬(mu)、銅或硅等(deng)提高(gao)耐蝕(shi)性的(de)元素(su)。針(zhen)對酸(suan)性油井井管及管線用(yong)(yong)鋼(gang)要求,瑞典開發出了SAF2205,此鋼(gang)種已納入美國(guo)的(de)ASTMA789和A790標準。日本有(you)近十個廠家都在(zai)生(sheng)產雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。應用(yong)(yong)范圍很寬,如應用(yong)(yong)于(yu)工業用(yong)(yong)水及海(hai)水熱(re)交(jiao)換器、尿(niao)素(su)高(gao)壓設備、硝酸(suan)設備等(deng)。法國(guo)有(you)URANUS系列(lie),英(ying)國(guo)有(you)ZERON鑄鋼(gang)系列(lie)。德國(guo)也有(you)納標的(de)系列(lie)牌號。


 80年代(dai)后期(qi)發(fa)展的超級雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(Super DSS) 是屬(shu)于(yu)第三代(dai)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang),牌號有(you)SAF2507, UR52N+, Zeron100等,這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)的特點是含碳量(liang)低(C0.01%~0.02%),含高鉬和高氮(Mo約4%,N約0.3%),鋼(gang)(gang)中鐵素體含量(liang)40%~45%,此類(lei)鋼(gang)(gang)具有(you)優良的耐孔蝕(shi)性(xing)能,孔蝕(shi)抗力當量(liang)值(zhi) (PRE=Cr% +3.3Mo%+16N%)大于(yu)40。


 在(zai)國外經過幾代雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)發(fa)展和完善,至今已(yi)有包(bao)括超級(ji)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)內的(de)(de)系列牌號。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)己是(shi)一(yi)個成熟的(de)(de),能(neng)與馬氏(shi)體、鐵素體、奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)并列的(de)(de)鋼(gang)(gang)類。發(fa)展到今天,國外的(de)(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)無(wu)論從(cong)生產(chan)、加(jia)工(gong)制造及(ji)應用角度來看,技術上(shang)已(yi)然比較成熟,作為一(yi)種性(xing)能(neng)優良(liang),又能(neng)節省投(tou)資的(de)(de)工(gong)程材料在(zai)一(yi)些用途上(shang)取代了普通的(de)(de)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),應用領域十(shi)分廣泛。盡管世界雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)年產(chan)量(liang)不(bu)是(shi)很(hen)高(gao),只占世界不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)產(chan)量(liang)的(de)(de)1%,但隨著雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)局部腐蝕性(xing)能(neng)好和強度高(gao)的(de)(de)優勢(shi)的(de)(de)充分利用和展現,以及(ji)有目共睹的(de)(de)良(liang)好使用效果,使其(qi)每年以17%的(de)(de)速率增(zeng)長著,至2002年產(chan)量(liang)已(yi)達11萬噸以上(shang)。



 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(yu)奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼相比,雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)優勢如下:


  1. 屈服強度比普(pu)通奧(ao)氏體不銹鋼高一倍多,且具有成型需要的(de)足夠的(de)塑韌性。采用雙(shuang)相不銹鋼制造儲罐或(huo)壓力容器的(de)壁厚(hou)要比常(chang)用的(de)奧(ao)氏體減少30-50%,有利于降低成本。


  2. 具有優異的耐應(ying)力腐蝕破裂(lie)的能力,即使(shi)是含合金量(liang)最低的雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼也有比奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼更高(gao)的耐應(ying)力腐蝕破裂(lie)的能力,尤其在含筑離子的環境中。應(ying)力腐蝕是普通類(lei)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼難以(yi)解(jie)決(jue)的突(tu)出問題。


  3. 在許(xu)多介質中應用最普遍(bian)的2205雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的耐(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)性優于普透的316L類氏體不(bu)(bu)(bu)銹氛,而超(chao)級雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)具有(you)極高的耐(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)性,再(zai)一(yi)些(xie)介質中,如醋酸,甲酸等甚至(zhi)可以取代高合(he)金奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang),乃至(zhi)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)合(he)金。


  4. 具有良(liang)好的耐局部腐蝕性能,與(yu)合(he)金含量相當的奧氏(shi)體(ti)不銹鋼相比,它的甜(tian)磨(mo)損稿蝕和鼓(gu)勞腐蝕性能都優于奧氏(shi)體(ti)不銹鋼。


  5. 比奧氏體不銹鋼的(de)(de)線膨脹系數低,和(he)碳鋼接(jie)近(jin),適合(he)與碳鋼連接(jie),具有重要的(de)(de)工程意義,如生產復合(he)板或襯里等。


 6. 不(bu)(bu)論在動戴或靜載條(tiao)件(jian)下,比奧氏體不(bu)(bu)每(mei)鋼具(ju)有更高的能量吸收(shou)能力,這對結構件(jian)應付突發事故如沖撞,露炸等(deng),雙相不(bu)(bu)銹鋼優勢(shi)明顯,有實際應用價值.


 與(yu)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)相比,雙相不(bu)銹鋼(gang)的(de)弱(ruo)勢如下:


 1. 應用(yong)的普遍性與多面性不如奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼,例如其使用(yong)濕度必須控(kong)制在(zai)250攝氏度以下(xia)。


 2. 其塑韌性較奧(ao)氏體(ti)不銹鋼低,冷,熱加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)和成(cheng)型(xing)性能不如奧(ao)氏體(ti)不銹氛。


  3. 存在中溫脆性(xing)區,需要嚴格控制熱(re)處理和焊接(jie)的(de)工藝制度(du),以(yi)避(bi)免有害(hai)相的(de)出現,損害(hai)性(xing)。


 與鐵素體不(bu)銹鋼(gang)相比(bi),雙相不(bu)銹鋼(gang)的優勢(shi)如(ru)下:


  1. 綜合力學性能比鐵(tie)素體不銹(xiu)(xiu)鋼好,尤其是型韌性,不象鐵(tie)素體不銹(xiu)(xiu)鋼那樣對脆性敏感。


  2. 除耐(nai)應力(li)腐蝕性(xing)能(neng)外,其他(ta)耐(nai)局部腐蝕性(xing)能(neng)都優(you)于鐵素體不銹鋼。


  3. 冷加工工藝性(xing)(xing)能和(he)冷成型性(xing)(xing)能遠(yuan)優(you)于鐵素體(ti)不銹鋼(gang)。


  4. 焊接性能也遠(yuan)優(you)于(yu)鐵素體(ti)不銹鋼,一般焊前(qian)不需預(yu)熱,焊后不需熱處理。


  5. 應用范圍較鐵素體不銹解寬(kuan)。


 與鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比(bi),雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的弱勢如下:


  合金元素含量高(gao),價(jia)格相對高(gao)、一般(ban)鐵素體不含鎳。


 綜上所(suo)述,可以概(gai)括地看出雙相不銹鋼的使(shi)(shi)用性能和工(gong)藝性能的概(gai)貌,它以其優越的力學與耐腐蝕綜合性能贏(ying)得(de)了使(shi)(shi)用者的青味,已成(cheng)為(wei)既節省重量又節省投資的優良的耐蝕工(gong)程(cheng)材料。