由于現代工業技術的發展,傳統的奧氏體不銹鋼經常遭到晶間腐蝕點腐蝕(shi)縫隙腐蝕應(ying)力腐蝕等局部腐蝕的破壞,雙相不銹鋼在上述腐蝕類型中表現出了某些優越性,為其發展與應用帶來了巨大的動力。


 雙相(xiang)不銹鋼是指在奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼的(de)基礎上(shang)提高鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)鉻(ge)、錳(meng)、硅、鈮等元素(su)含(han)量,降低奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)鎳、碳、錳(meng)、氮的(de)含(han)量,從而得到的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)-鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)雙相(xiang)組織(zhi),它(ta)兼有(you)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)和奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼的(de)性能特點,而且此兩相(xiang)組織(zhi)要獨立存在,且含(han)量較大。


 雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的物理性能介于鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)和奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)之(zhi)間,與奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)相(xiang)比,熱導率大,熱膨脹(zhang)系數(shu)小,并具有(you)(you)鐵磁(ci)性。一(yi)般認為,在奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)(ti)上有(you)(you)大于或(huo)等于15%的鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)或(huo)在鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)(ti)上有(you)(you)大于或(huo)等于15%的奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti),均(jun)可稱為奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)+鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang),簡稱為雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)。


 奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相的(de)(de)存(cun)在(zai)降(jiang)低(di)了(le)(le)鐵素體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)性和(he)晶(jing)粒長大(da)速度(du),提高(gao)了(le)(le)韌(ren)性和(he)可焊性;鐵素體(ti)(ti)相的(de)(de)存(cun)在(zai)提高(gao)了(le)(le)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du),耐應(ying)力腐蝕、晶(jing)間腐蝕和(he)孔蝕性能也顯著提高(gao)。雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)約為18-8型(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)2~3倍,抗拉強(qiang)(qiang)度(du)與奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)相當,斷裂(lie)伸長率較低(di)。由于(yu)雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中鐵素體(ti)(ti)含(han)量較多,雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)仍(reng)保留有鐵素體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)性問題。隨鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中鐵素體(ti)(ti)相比例(li)增大(da),鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)韌(ren)性降(jiang)低(di),脆(cui)(cui)性傾(qing)(qing)向(xiang)增大(da)。但由于(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相的(de)(de)存(cun)在(zai),雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)性傾(qing)(qing)向(xiang)明顯比鐵素體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)要(yao)低(di)。


 雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)連(lian)續使(shi)用(yong)(yong)的(de)溫度范(fan)圍(wei)為-50℃~250℃,一般不(bu)宜在(zai)300℃以(yi)(yi)上使(shi)用(yong)(yong)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)一般含(han)鉻18%~28%,鎳(nie)的(de)含(han)量不(bu)超過(guo)8%,往(wang)往(wang)加入鉬、銅、鈦(tai)、鈮等元素(su)(su)提高(gao)耐蝕性(xing)(xing)。由于鎳(nie)含(han)量低(di),價(jia)格(ge)并不(bu)比(bi)奧氏體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)更(geng)高(gao)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具有(you)優良的(de)冷、熱加工性(xing)(xing)能和焊接性(xing)(xing)能,焊接后熱裂的(de)傾向比(bi)奧氏體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低(di),脆(cui)化傾向比(bi)鐵素(su)(su)體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低(di)。但焊接會導致焊縫區域鐵素(su)(su)體含(han)量增多以(yi)(yi)及晶(jing)間腐蝕敏感性(xing)(xing)增大,為了保證焊縫性(xing)(xing)能,雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊接應采用(yong)(yong)特定(ding)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)推薦(jian)的(de)專用(yong)(yong)焊接材料和焊接規范(fan),焊后焊縫組(zu)織中應含(han)有(you)50%左右的(de)奧氏體相(xiang)(xiang)。為了避免脆(cui)性(xing)(xing)相(xiang)(xiang)析出(chu),高(gao)鉻鉬雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)熱處理及熱加上溫度不(bu)能低(di)于950℃,低(di)鉻鉬鋼(gang)(gang)(gang)(gang)不(bu)能低(di)于900℃。


 雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼在通常(chang)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)介質(zhi)中(zhong)都(dou)能(neng)鈍化,所(suo)以具有(you)很好的(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)性能(neng),以18-5型(xing)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼為例(li),它耐硫(liu)(liu)酸、鹽(yan)酸、甲酸、磷酸、草酸腐蝕(shi)性能(neng)均優于奧(ao)氏體(ti)316L型(xing)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼,僅是(shi)(shi)耐硝酸腐蝕(shi)性稍(shao)差,Cr21 和Cr25型(xing)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼在各(ge)種介質(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性都(dou)超過(guo)316L鋼。雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)突(tu)出優點(dian)是(shi)(shi)耐應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)破裂(lie),其主要原因是(shi)(shi):由于兩相(xiang)組織存在,應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)裂(lie)紋(wen)在穿過(guo)相(xiang)界時頻繁受(shou)阻,擴展(zhan)困難;雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼屈(qu)服強(qiang)度(du)較高,在相(xiang)同外加壓力(li)下(xia)不(bu)(bu)(bu)易發生滑移變形(xing),裂(lie)紋(wen)難于形(xing)成;鐵素(su)體(ti)相(xiang)對于奧(ao)氏體(ti)是(shi)(shi)陽極(ji),對奧(ao)氏體(ti)相(xiang)可(ke)起到一定的(de)(de)(de)陰極(ji)保護作用。即便在多硫(liu)(liu)酸和高溫水中(zhong),雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼也有(you)很強(qiang)的(de)(de)(de)耐應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)破裂(lie)能(neng)力(li)。


雙相不(bu)銹鋼通常分(fen)為四類:


 1. 低(di)合(he)金(jin)(jin)型(xing)雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang):這類鋼(gang)(gang)的合(he)金(jin)(jin)成分以鉻(ge)、鎳為主,且含量偏低(di)。點蝕當量指數(shu)PRF不大于25。


 2. 中合(he)金(jin)型雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang):與低合(he)金(jin)型雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)(xiang)比,加入了鉬或銅。點蝕(shi)當量指數 PRE在25~35之間。


 3. 高(gao)(gao)合(he)金型雙(shuang)相(xiang)不銹鋼:這類(lei)鋼有較高(gao)(gao)含量(liang)的鉻、鎳及鉬、銅等合(he)金元素,點蝕當(dang)量(liang)指數(shu)PRE在35~40之間。


 4. 超(chao)級雙相不銹(xiu)鋼(gang):這(zhe)類鋼(gang)除含有(you)較(jiao)高量的鉻、鎳、鉬(mu)、氨合金元(yuan)素(su)外,有(you)的還加入鎢(wu)、銅元(yuan)素(su)。點蝕當量指數PRE大于40。