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(shuang)相不銹(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(hou)至(zhi)60年代(dai)中期瑞(rui)典開(kai)發了(le)著名(ming)的3RE60鋼(gang)(gang)(gang),它是(shi)第一(yi)代(dai)雙相不銹鋼(gang)(gang)(gang)的代(dai)表鋼(gang)(gang)(gang)種,特點是(shi)超低碳(tan),含鉻量為18%,焊(han)接及成型性能(neng)良好,廣泛代(dai)替AISI304L、316L用(yong)作耐(nai)氯離子應力(li)腐(fu)蝕(shi)的材料,該鋼(gang)(gang)(gang)的問(wen)題是(shi)在焊(han)接熱影響區易出現單(dan)相鐵素體組(zu)織(zhi),導(dao)致耐(nai)應力(li)腐(fu)蝕(shi)及晶間腐(fu)蝕(shi)性能(neng)下降。


 70年代以(yi)來,隨(sui)著二次精(jing)煉(lian)技術(shu)(shu)AOD和VOD等(deng)方法的(de)(de)出現與普(pu)及(ji)以(yi)及(ji)連鑄技術(shu)(shu)的(de)(de)發展(zhan),容易煉(lian)出超(chao)低碳(C≤0.03%)的(de)(de)鋼(gang),同時(shi)發現氮(dan)(dan)(dan)作為奧氏體(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)對雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)有重要作用:在焊接接頭熱影響區快速冷卻時(shi),氮(dan)(dan)(dan)促進了高溫下形成(cheng)(cheng)的(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)逆轉變為足夠的(de)(de)二次奧氏體(ti)(ti)以(yi)維持必(bi)要的(de)(de)相(xiang)平衡(heng),提(ti)高了接頭的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing);氮(dan)(dan)(dan)可以(yi)提(ti)高富(fu)氮(dan)(dan)(dan)奧氏體(ti)(ti)相(xiang)的(de)(de)耐(nai)孔蝕能(neng)力,與富(fu)鉻、鉬的(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)相(xiang)取得平衡(heng),提(ti)高了材(cai)料(liao)整體(ti)(ti)的(de)(de)耐(nai)孔蝕性(xing)能(neng);氮(dan)(dan)(dan)能(neng)減輕(qing)鉻、鎳等(deng)元(yuan)(yuan)素(su)在兩(liang)相(xiang)中分布的(de)(de)差異,降低選擇腐蝕的(de)(de)傾向性(xing)。正是(shi)利用氮(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)獨特效果,以(yi)及(ji)鋼(gang)中容易獲得超(chao)低碳,改進了第(di)一代雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)缺點(dian),從而開創了第(di)二代新型的(de)(de)含氮(dan)(dan)(dan)雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang),開發了新的(de)(de)應用領(ling)域。


 第(di)二代雙相不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)不論(lun)是18Cr型,還是22Cr和(he)25Cr型大(da)多數屬(shu)于(yu)超低碳型,并且含有鉬、銅或(huo)硅(gui)等提(ti)高耐蝕性的(de)(de)元素。針對酸性油井井管(guan)(guan)及管(guan)(guan)線(xian)用鋼(gang)(gang)要求,瑞(rui)典開(kai)發出了SAF2205,此鋼(gang)(gang)種已納入美國的(de)(de)ASTMA789和(he)A790標準。日(ri)本(ben)有近十個廠(chang)家都在生產(chan)雙相不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。應用范(fan)圍很寬,如應用于(yu)工業用水及海水熱交換器、尿素高壓設備(bei)、硝(xiao)酸設備(bei)等。法國有URANUS系列(lie),英(ying)國有ZERON鑄鋼(gang)(gang)系列(lie)。德國也(ye)有納標的(de)(de)系列(lie)牌號。


 80年代后期發展的(de)(de)超級雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(Super DSS) 是屬于第三(san)代雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang),牌號有SAF2507, UR52N+, Zeron100等,這類鋼(gang)的(de)(de)特點(dian)是含(han)碳量低(C0.01%~0.02%),含(han)高(gao)鉬和高(gao)氮(Mo約4%,N約0.3%),鋼(gang)中鐵素體含(han)量40%~45%,此類鋼(gang)具有優良的(de)(de)耐孔蝕性能,孔蝕抗力當量值 (PRE=Cr% +3.3Mo%+16N%)大于40。


 在國(guo)外經過幾代雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)發(fa)展和(he)完善,至今(jin)已(yi)有包括(kuo)超級(ji)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在內的(de)(de)系(xi)列(lie)牌號。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)己是(shi)一(yi)個成熟的(de)(de),能(neng)與馬氏(shi)體(ti)、鐵(tie)素體(ti)、奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)并列(lie)的(de)(de)鋼(gang)(gang)類。發(fa)展到今(jin)天,國(guo)外的(de)(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)無(wu)論從生產、加(jia)工(gong)制(zhi)造及應(ying)用(yong)(yong)角度(du)來(lai)看,技術(shu)上已(yi)然比較成熟,作為一(yi)種性(xing)能(neng)優(you)良(liang),又能(neng)節省(sheng)投資的(de)(de)工(gong)程材料在一(yi)些(xie)用(yong)(yong)途(tu)上取(qu)代了普通的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),應(ying)用(yong)(yong)領域十(shi)分廣泛。盡管世界雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)年產量不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)很高(gao),只占世界不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)產量的(de)(de)1%,但隨著(zhu)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)局部腐(fu)蝕性(xing)能(neng)好(hao)(hao)和(he)強度(du)高(gao)的(de)(de)優(you)勢的(de)(de)充分利(li)用(yong)(yong)和(he)展現,以(yi)及有目共(gong)睹的(de)(de)良(liang)好(hao)(hao)使用(yong)(yong)效果(guo),使其(qi)每年以(yi)17%的(de)(de)速(su)率(lv)增(zeng)長(chang)著(zhu),至2002年產量已(yi)達(da)11萬(wan)噸以(yi)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(yu)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼相比(bi),雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼的優勢如下:


  1. 屈(qu)服強度(du)比普通奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼高一倍多,且具有(you)成型需要(yao)的足夠的塑韌性。采用雙相不銹(xiu)鋼制造儲罐或壓力(li)容器(qi)的壁厚要(yao)比常用的奧(ao)氏體減少30-50%,有(you)利于(yu)降低成本。


  2. 具有優異(yi)的(de)(de)耐(nai)應(ying)力腐蝕(shi)破裂的(de)(de)能力,即使是含(han)合金量最低的(de)(de)雙相不(bu)銹鋼(gang)也(ye)有比奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)更高的(de)(de)耐(nai)應(ying)力腐蝕(shi)破裂的(de)(de)能力,尤(you)其在含(han)筑離(li)子的(de)(de)環境中。應(ying)力腐蝕(shi)是普通(tong)類氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)難以(yi)解決(jue)的(de)(de)突出問題。


  3. 在許多(duo)介(jie)質中應用最普遍的(de)2205雙(shuang)相不銹(xiu)鋼的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性優于普透的(de)316L類(lei)氏體(ti)不銹(xiu)氛,而超級(ji)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼具有極高(gao)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性,再一些(xie)介(jie)質中,如醋酸,甲(jia)酸等甚至可以(yi)取代高(gao)合金奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼,乃至耐蝕(shi)合金。


  4. 具有良好的耐局部腐蝕(shi)性能,與(yu)合金含量相(xiang)當的奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼相(xiang)比,它的甜磨損(sun)稿蝕(shi)和鼓勞腐蝕(shi)性能都(dou)優于奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼。


  5. 比(bi)奧氏體不銹鋼的線(xian)膨脹系(xi)數低,和碳鋼接(jie)近,適合與碳鋼連接(jie),具有重要的工程意義,如(ru)生產復合板或(huo)襯里(li)等。


 6. 不論在(zai)動戴或靜(jing)載條件(jian)下,比奧氏體不每(mei)鋼(gang)具有更高的能(neng)量吸收能(neng)力,這對(dui)結構件(jian)應(ying)付(fu)突發事故如(ru)沖撞,露炸(zha)等,雙相不銹鋼(gang)優勢(shi)明顯,有實際(ji)應(ying)用價值.


 與奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼相比(bi),雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼的弱(ruo)勢如下(xia):


 1. 應用(yong)的普遍(bian)性與多面性不如(ru)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼,例如(ru)其(qi)使用(yong)濕度必須(xu)控制在250攝氏(shi)度以(yi)下。


 2. 其塑韌性(xing)較奧氏體(ti)不銹鋼低(di),冷,熱加工工藝(yi)和成(cheng)型性(xing)能不如奧氏體(ti)不銹氛。


  3. 存在中溫脆性區,需要嚴格(ge)控制熱處理和焊接的(de)工藝(yi)制度,以避免有害(hai)相的(de)出現,損害(hai)性。


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


  1. 綜(zong)合力學性(xing)能(neng)比鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)好(hao),尤其是型韌(ren)性(xing),不(bu)(bu)象(xiang)鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)那樣對脆(cui)性(xing)敏感(gan)。


  2. 除耐應力腐蝕(shi)性能外,其他耐局部腐蝕(shi)性能都優于鐵素體不銹鋼。


  3. 冷加工(gong)工(gong)藝性能(neng)和冷成型性能(neng)遠優于鐵(tie)素體不銹鋼(gang)。


  4. 焊接性能(neng)也遠(yuan)優于鐵(tie)素(su)體不(bu)銹鋼,一般(ban)焊前不(bu)需(xu)預熱,焊后不(bu)需(xu)熱處(chu)理。


  5. 應(ying)用范圍較鐵素體不銹解寬。


 與鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)比(bi),雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)的弱勢如(ru)下:


  合金元(yuan)素含量高,價格相對(dui)高、一般(ban)鐵素體不含鎳。


 綜上所(suo)述,可(ke)以(yi)概括地看出雙相不(bu)銹(xiu)鋼的(de)使(shi)用性能和工藝性能的(de)概貌(mao),它以(yi)其優(you)越的(de)力(li)學與耐腐(fu)蝕綜合性能贏得了使(shi)用者的(de)青味,已成為(wei)既節省重量又(you)節省投(tou)資的(de)優(you)良的(de)耐蝕工程材(cai)料。