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。雙相不銹鋼已發展了三代,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60年代中(zhong)期瑞典開發了(le)著名的(de)(de)3RE60鋼,它是(shi)第一(yi)代雙相不銹鋼的(de)(de)代表鋼種,特(te)點是(shi)超低碳,含鉻量為18%,焊接及成型性能良好,廣泛代替AISI304L、316L用作耐氯離子應(ying)力(li)腐蝕的(de)(de)材料,該鋼的(de)(de)問題是(shi)在焊接熱影響區易出現單相鐵素體組織,導致耐應(ying)力(li)腐蝕及晶間腐蝕性能下(xia)降。


 70年代以(yi)來,隨著二次精煉(lian)技術(shu)AOD和(he)VOD等(deng)(deng)方法的(de)(de)(de)(de)出現與普及(ji)(ji)以(yi)及(ji)(ji)連(lian)鑄(zhu)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展,容(rong)易煉(lian)出超(chao)低碳(C≤0.03%)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang),同時(shi)發(fa)現氮(dan)作為(wei)奧(ao)氏體形(xing)成(cheng)元(yuan)素(su)對(dui)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)有(you)重(zhong)要作用:在焊(han)接(jie)接(jie)頭熱影(ying)響區快速冷卻時(shi),氮(dan)促進(jin)了(le)高溫(wen)下形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體逆轉變(bian)為(wei)足夠的(de)(de)(de)(de)二次奧(ao)氏體以(yi)維持必(bi)要的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)平衡(heng)(heng),提(ti)高了(le)接(jie)頭的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性;氮(dan)可以(yi)提(ti)高富(fu)氮(dan)奧(ao)氏體相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)孔(kong)蝕(shi)能(neng)力,與富(fu)鉻(ge)、鉬(mu)的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體相(xiang)(xiang)取得平衡(heng)(heng),提(ti)高了(le)材(cai)料整體的(de)(de)(de)(de)耐(nai)孔(kong)蝕(shi)性能(neng);氮(dan)能(neng)減(jian)輕鉻(ge)、鎳(nie)等(deng)(deng)元(yuan)素(su)在兩(liang)相(xiang)(xiang)中分布的(de)(de)(de)(de)差異,降(jiang)低選擇腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)傾向性。正是利(li)用氮(dan)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)獨特效果(guo),以(yi)及(ji)(ji)鋼(gang)中容(rong)易獲得超(chao)低碳,改進(jin)了(le)第一代雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)缺點(dian),從而開創了(le)第二代新型的(de)(de)(de)(de)含氮(dan)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang),開發(fa)了(le)新的(de)(de)(de)(de)應用領域(yu)。


 第二代雙相不(bu)銹鋼不(bu)論是18Cr型,還是22Cr和(he)25Cr型大多數屬于超低碳型,并且含有鉬、銅或硅等(deng)提(ti)高(gao)耐蝕(shi)性的元素。針對酸性油(you)井(jing)(jing)井(jing)(jing)管(guan)(guan)及管(guan)(guan)線用鋼要求,瑞典開(kai)發出了SAF2205,此鋼種已納入美國(guo)的ASTMA789和(he)A790標(biao)準。日本有近(jin)十個廠家都在生產(chan)雙相不(bu)銹鋼。應用范圍(wei)很寬,如應用于工業(ye)用水(shui)及海水(shui)熱交換(huan)器、尿素高(gao)壓設備(bei)、硝酸設備(bei)等(deng)。法(fa)國(guo)有URANUS系(xi)列,英國(guo)有ZERON鑄鋼系(xi)列。德國(guo)也有納標(biao)的系(xi)列牌號。


 80年代后期發展的(de)超(chao)級(ji)雙相不銹(xiu)鋼(Super DSS) 是屬于第三代雙相不銹(xiu)鋼,牌號有(you)SAF2507, UR52N+, Zeron100等,這類鋼的(de)特點是含碳(tan)量(liang)低(C0.01%~0.02%),含高鉬和(he)高氮(Mo約4%,N約0.3%),鋼中鐵素體含量(liang)40%~45%,此(ci)類鋼具有(you)優(you)良的(de)耐孔(kong)蝕性能,孔(kong)蝕抗(kang)力當量(liang)值 (PRE=Cr% +3.3Mo%+16N%)大于40。


 在國(guo)外經過幾代雙相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)發展(zhan)和完(wan)善,至今已有包(bao)括超級雙相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在內(nei)的(de)系列牌號。雙相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)己是(shi)一(yi)個成(cheng)熟(shu)的(de),能(neng)與馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)、鐵素(su)體(ti)、奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)并列的(de)鋼(gang)(gang)類。發展(zhan)到今天,國(guo)外的(de)雙相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)無論(lun)從(cong)生產(chan)(chan)、加工(gong)(gong)制(zhi)造及(ji)(ji)應用(yong)角(jiao)度(du)來(lai)看(kan),技術上(shang)已然比較成(cheng)熟(shu),作為(wei)一(yi)種性能(neng)優(you)良(liang),又(you)能(neng)節省(sheng)投資的(de)工(gong)(gong)程材(cai)料在一(yi)些用(yong)途上(shang)取代了普通(tong)的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),應用(yong)領域十分(fen)廣(guang)泛。盡管(guan)世界雙相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)年(nian)產(chan)(chan)量不(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)很高(gao),只占(zhan)世界不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)產(chan)(chan)量的(de)1%,但隨著(zhu)雙相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)局部腐蝕性能(neng)好和強度(du)高(gao)的(de)優(you)勢的(de)充分(fen)利用(yong)和展(zhan)現,以及(ji)(ji)有目(mu)共(gong)睹的(de)良(liang)好使(shi)用(yong)效(xiao)果,使(shi)其每(mei)年(nian)以17%的(de)速率增長(chang)著(zhu),至2002年(nian)產(chan)(chan)量已達11萬噸(dun)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。

 

與奧氏體不銹(xiu)鋼相比,雙(shuang)相不銹(xiu)鋼的優勢如下:


  1. 屈服強(qiang)度(du)比普通奧氏體不銹鋼(gang)高一(yi)倍多,且具(ju)有(you)成(cheng)型需(xu)要的(de)足夠的(de)塑韌性。采(cai)用(yong)雙相不銹鋼(gang)制造儲(chu)罐或(huo)壓(ya)力容器(qi)的(de)壁厚要比常用(yong)的(de)奧氏體減少(shao)30-50%,有(you)利于(yu)降低成(cheng)本。


  2. 具有優異的(de)(de)耐應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕破(po)裂的(de)(de)能(neng)力(li)(li),即使是含合金量最低的(de)(de)雙(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)也(ye)有比奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)更高的(de)(de)耐應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕破(po)裂的(de)(de)能(neng)力(li)(li),尤(you)其在含筑離子的(de)(de)環境中。應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕是普(pu)通類氏體不(bu)銹鋼(gang)難以(yi)解決的(de)(de)突出問(wen)題。


  3. 在(zai)許(xu)多介質中應用(yong)最普遍(bian)的(de)2205雙(shuang)相(xiang)不銹鋼的(de)耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)優于普透的(de)316L類氏體不銹氛(fen),而(er)超級雙(shuang)相(xiang)不銹鋼具有極高(gao)的(de)耐腐(fu)蝕性(xing)(xing),再(zai)一些介質中,如醋酸(suan),甲(jia)酸(suan)等甚至(zhi)可以取代高(gao)合(he)金(jin)奧氏體不銹鋼,乃至(zhi)耐蝕合(he)金(jin)。


  4. 具有良好的耐局(ju)部腐蝕(shi)性(xing)能,與合金含量相(xiang)當(dang)的奧氏體不銹鋼(gang)相(xiang)比,它的甜(tian)磨損稿蝕(shi)和鼓勞(lao)腐蝕(shi)性(xing)能都(dou)優于(yu)奧氏體不銹鋼(gang)。


  5. 比奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)線膨脹系數低,和(he)碳鋼(gang)接近,適合與碳鋼(gang)連接,具有重要(yao)的(de)工程意義,如(ru)生產復合板或襯里(li)等。


 6. 不(bu)論在(zai)動戴或靜載(zai)條(tiao)件下,比奧氏(shi)體不(bu)每(mei)鋼具有(you)更高的(de)能量(liang)吸收能力(li),這對結構件應付突發事故(gu)如沖撞(zhuang),露炸等,雙相不(bu)銹鋼優勢(shi)明顯,有(you)實際(ji)應用(yong)價值.


 與奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼相比,雙相不(bu)銹鋼的弱(ruo)勢如下:


 1. 應用的普遍(bian)性與多面(mian)性不如奧氏體不銹鋼,例如其(qi)使(shi)用濕度必須控制在250攝氏度以下。


 2. 其塑韌(ren)性較奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼低,冷,熱加工工藝和成型性能不(bu)如奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹氛。


  3. 存在中溫脆(cui)性區,需要嚴格控制熱處理和焊接(jie)的(de)工(gong)藝制度,以(yi)避免(mian)有害(hai)相的(de)出現,損害(hai)性。


 與鐵素體不銹鋼相(xiang)比,雙相(xiang)不銹鋼的優勢如(ru)下:


  1. 綜合力學性能比(bi)鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)好,尤(you)其是型韌性,不象(xiang)鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)那樣對(dui)脆(cui)性敏感。


  2. 除耐應力腐蝕(shi)性能(neng)外,其(qi)他耐局部腐蝕(shi)性能(neng)都優(you)于鐵素體不銹鋼(gang)。


  3. 冷加工(gong)工(gong)藝性(xing)能和冷成型(xing)性(xing)能遠優于鐵素體不銹鋼。


  4. 焊(han)(han)接(jie)性(xing)能(neng)也遠優于(yu)鐵(tie)素體(ti)不銹鋼,一般焊(han)(han)前不需預(yu)熱(re),焊(han)(han)后(hou)不需熱(re)處(chu)理(li)。


  5. 應用范圍較(jiao)鐵素體不銹解(jie)寬。


 與鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比,雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)弱勢(shi)如下:


  合金元素(su)含量(liang)高(gao),價格相對高(gao)、一般鐵素(su)體不含鎳。


 綜上所述(shu),可(ke)以(yi)概括地(di)看出雙相不銹鋼的(de)(de)使用(yong)性(xing)能和工藝性(xing)能的(de)(de)概貌,它以(yi)其(qi)優(you)越的(de)(de)力學與耐(nai)腐蝕(shi)綜合性(xing)能贏(ying)得(de)了(le)使用(yong)者(zhe)的(de)(de)青味,已(yi)成(cheng)為既節省(sheng)重量又節省(sheng)投資的(de)(de)優(you)良的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)工程材料。