雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,DSS)為一類同時具有鐵素體α相及奧氏體γ相兩種顯微組織的鋼種,在固溶組織中兩相的相比例約為1:1,且通常情況下要求這兩相中量少相的含量不低于30%。雙相(xiang)不銹鋼(gang)的性能特點是抗蝕能力較優、強度高且加工性能較佳。與鐵素體不銹鋼(gang)相比,雙相不銹鋼的塑性、韌性、焊接性能及抗晶間腐蝕性能都顯著增強,此外其還擁有鐵素體不銹鋼高的導熱系數、475℃脆性及超塑性等性能特點;與奧氏體不銹鋼(gang)相比,雙相不銹鋼有較高的強度,較優的抗腐蝕疲勞、抗晶間腐蝕以及氯化物應卡聯蝕破裂特性。這些性能特點使雙相不銹鋼對結構件意外事故(如爆炸、沖撞等)的應付具有實際使用價值,所以雙相不銹鋼材料發展迅速且被廣泛地應用在造紙、石油開采、海洋運輸、軍事以及化工等領域,同時也引發了科研工作者對雙相不銹鋼的關注。
雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組織于(yu)(yu)(yu)1927年被(bei)Griffiths及(ji)(ji)Bain最先發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)現,20世(shi)紀(ji)(ji)30年代(dai)(dai)(dai)開(kai)始(shi),雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)得到發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)展和(he)應(ying)(ying)用,典型代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)(biao)為(wei)(wei)(wei)(wei)法(fa)國(guo)(guo)(guo)在(zai)(zai)1935年取得了Uranus50 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)專利(li)。時(shi)至今日雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)展已經有(you)了三代(dai)(dai)(dai)歷(li)程:第(di)一(yi)代(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)(biao)是(shi)(shi)美國(guo)(guo)(guo)20世(shi)紀(ji)(ji)40年代(dai)(dai)(dai)開(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)329鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),接(jie)著德(de)國(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)、蘇(su)聯及(ji)(ji)日本(ben)(ben)都開(kai)始(shi)探究這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)。瑞(rui)典于(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀(ji)(ji)60年代(dai)(dai)(dai)中(zhong)(zhong)期開(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)了3RE60鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),主要目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)顯著增(zeng)(zeng)強(qiang)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)氯(lv)化物(wu)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破裂能(neng)(neng)力(li)。第(di)一(yi)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)含(han)(han)(han)C量低(di)、含(han)(han)(han)Cr量為(wei)(wei)(wei)(wei)18%,具有(you)較優的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊接(jie)和(he)成(cheng)(cheng)型性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),被(bei)大(da)量地應(ying)(ying)用為(wei)(wei)(wei)(wei)抗(kang)(kang)(kang)氯(lv)化物(wu)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao);其(qi)缺點是(shi)(shi)在(zai)(zai)焊接(jie)狀態(tai)下,因為(wei)(wei)(wei)(wei)鐵素(su)(su)(su)體(ti)含(han)(han)(han)量高(gao),導致焊縫熱影(ying)響(xiang)區韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)下降(jiang),并(bing)且(qie)(qie)耐應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破裂性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)耐晶間腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比于(yu)(yu)(yu)基體(ti)金屬較弱。因而第(di)一(yi)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)際運用被(bei)局(ju)限在(zai)(zai)非焊接(jie)狀態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件下。第(di)二代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用以(yi)阿維斯塔-波拉里(li)特公司研究出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)LDX2101為(wei)(wei)(wei)(wei)代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)(biao),這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點:一(yi)是(shi)(shi)大(da)多數都是(shi)(shi)超低(di)碳型,并(bing)且(qie)(qie)含(han)(han)(han)有(you)增(zeng)(zeng)強(qiang)抗(kang)(kang)(kang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Mo(鉬)、Cu(銅)及(ji)(ji)Si(錫)等元(yuan)素(su)(su)(su);二是(shi)(shi)含(han)(han)(han)N(氮)元(yuan)素(su)(su)(su),N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入降(jiang)低(di)了材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben),減少了Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用,N作為(wei)(wei)(wei)(wei)奧氏體(ti)形成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su)能(neng)(neng)夠(gou)提升(sheng)富(fu)(fu)N奧氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)點蝕(shi)能(neng)(neng)力(li),并(bing)且(qie)(qie)可與富(fu)(fu)Cr、Mo元(yuan)素(su)(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)獲得平衡,進而增(zeng)(zeng)強(qiang)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)抗(kang)(kang)(kang)腐(fu)蝕(shi)能(neng)(neng)力(li),此外,N還能(neng)(neng)降(jiang)低(di)元(yuan)素(su)(su)(su)Cr、Ni等在(zai)(zai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和(he)γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異,進而降(jiang)低(di)DSS發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)生選擇性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。第(di)二代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這些特點性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)促進了瑞(rui)典、日本(ben)(ben)、法(fa)國(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)及(ji)(ji)德(de)國(guo)(guo)(guo)等國(guo)(guo)(guo)家(jia)開(kai)始(shi)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)展第(di)二代(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DSS),其(qi)特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)含(han)(han)(han)C量只(zhi)有(you)0.01%~0.02%、含(han)(han)(han)Mo約(yue)4%、含(han)(han)(han)N約(yue)0.3%、含(han)(han)(han)鐵素(su)(su)(su)體(ti)40%~45%,孔蝕(shi)當量(PREN)大(da)于(yu)(yu)(yu)40,其(qi)抗(kang)(kang)(kang)蝕(shi)能(neng)(neng)力(li)較優。在(zai)(zai)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo),雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)展以(yi)北京鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵研究總院于(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀(ji)(ji)70年代(dai)(dai)(dai)中(zhong)(zhong)期開(kai)始(shi)研究發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)展DSS為(wei)(wei)(wei)(wei)標(biao)志(zhi),我國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)00Cr18Ni5Mo3Si2已經被(bei)收錄于(yu)(yu)(yu)國(guo)(guo)(guo)家(jia)標(biao)準GB 3280、GB 1220、GB 4237.近年來,我國(guo)(guo)(guo)又成(cheng)(cheng)功研制了新型稀土雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),這一(yi)舉措在(zai)(zai)很大(da)程度上增(zeng)(zeng)強(qiang)了雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、工藝性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)及(ji)(ji)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。韓國(guo)(guo)(guo)于(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀(ji)(ji)90年代(dai)(dai)(dai)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)布了雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(專利(li)申請號(hao)(hao):96190623),其(qi)抗(kang)(kang)(kang)高(gao)溫氧化能(neng)(neng)力(li)、熱塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、沖擊韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)及(ji)(ji)抗(kang)(kang)(kang)蝕(shi)能(neng)(neng)力(li)都較優。國(guo)(guo)(guo)內外雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)典型牌(pai)號(hao)(hao)及(ji)(ji)化學(xue)成(cheng)(cheng)分如表(biao)(biao)(biao)1.4所列。