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(shuang)相不銹鋼的性能特點是抗蝕能力較優、強度高且加工性能較佳。與鐵(tie)素(su)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(bu)銹鋼相比,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)組(zu)織于(yu)1927年(nian)(nian)(nian)被(bei)Griffiths及(ji)Bain最(zui)先(xian)發(fa)(fa)(fa)現,20世(shi)紀30年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)開始(shi)(shi),雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)得到(dao)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)和應用,典(dian)型代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)為(wei)(wei)(wei)法國(guo)在(zai)(zai)1935年(nian)(nian)(nian)取得了(le)(le)(le)Uranus50 鋼(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利。時至(zhi)今日(ri)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)已(yi)經有了(le)(le)(le)三代(dai)(dai)(dai)歷程(cheng)(cheng):第(di)一(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)是(shi)美國(guo)20世(shi)紀40年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)開發(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)329鋼(gang)(gang),接(jie)(jie)著(zhu)德(de)(de)國(guo)、英(ying)國(guo)、蘇聯及(ji)日(ri)本都(dou)開始(shi)(shi)探(tan)究(jiu)這(zhe)類鋼(gang)(gang)種(zhong)。瑞典(dian)于(yu)20世(shi)紀60年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)中(zhong)期開發(fa)(fa)(fa)了(le)(le)(le)3RE60鋼(gang)(gang),主要目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)顯(xian)著(zhu)增(zeng)強雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)氯(lv)化物應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)。第(di)一(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)(xing)是(shi)含(han)C量(liang)低(di)(di)、含(han)Cr量(liang)為(wei)(wei)(wei)18%,具有較(jiao)(jiao)優(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)和成(cheng)型性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),被(bei)大(da)量(liang)地(di)應用為(wei)(wei)(wei)抗(kang)氯(lv)化物應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料;其缺點(dian)是(shi)在(zai)(zai)焊(han)接(jie)(jie)狀(zhuang)態下,因為(wei)(wei)(wei)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)高(gao),導致焊(han)縫熱(re)影(ying)響區韌性(xing)(xing)(xing)下降(jiang),并且耐應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和耐晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)相(xiang)(xiang)(xiang)比于(yu)基體(ti)(ti)(ti)金屬較(jiao)(jiao)弱。因而第(di)一(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)際(ji)運用被(bei)局限在(zai)(zai)非焊(han)接(jie)(jie)狀(zhuang)態的(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)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用以阿維斯塔-波拉里特(te)公司研究(jiu)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)LDX2101為(wei)(wei)(wei)代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao),這(zhe)類鋼(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian):一(yi)(yi)是(shi)大(da)多數都(dou)是(shi)超低(di)(di)碳(tan)型,并且含(han)有增(zeng)強抗(kang)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Mo(鉬)、Cu(銅)及(ji)Si(錫(xi))等(deng)(deng)元(yuan)(yuan)素;二是(shi)含(han)N(氮(dan))元(yuan)(yuan)素,N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入降(jiang)低(di)(di)了(le)(le)(le)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本,減(jian)少了(le)(le)(le)Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用,N作為(wei)(wei)(wei)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素能(neng)(neng)(neng)夠提升富(fu)(fu)N奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)點(dian)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li),并且可與富(fu)(fu)Cr、Mo元(yuan)(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)獲(huo)得平(ping)衡,進而增(zeng)強雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li),此外(wai),N還(huan)能(neng)(neng)(neng)降(jiang)低(di)(di)元(yuan)(yuan)素Cr、Ni等(deng)(deng)在(zai)(zai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)α相(xiang)(xiang)(xiang)和γ相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異,進而降(jiang)低(di)(di)DSS發(fa)(fa)(fa)生(sheng)選(xuan)擇性(xing)(xing)(xing)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)(xing)。第(di)二代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)些(xie)特(te)點(dian)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)促(cu)進了(le)(le)(le)瑞典(dian)、日(ri)本、法國(guo)、英(ying)國(guo)及(ji)德(de)(de)國(guo)等(deng)(deng)國(guo)家開始(shi)(shi)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)第(di)二代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。第(di)三代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)以SAF2507、UR52N+、Zeron100等(deng)(deng)鋼(gang)(gang)種(zhong)為(wei)(wei)(wei)代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao),該類鋼(gang)(gang)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)在(zai)(zai)20世(shi)紀80年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)后期稱為(wei)(wei)(wei)超級(ji)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(Super DSS),其特(te)性(xing)(xing)(xing)是(shi)含(han)C量(liang)只有0.01%~0.02%、含(han)Mo約4%、含(han)N約0.3%、含(han)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)40%~45%,孔蝕(shi)(shi)當(dang)量(liang)(PREN)大(da)于(yu)40,其抗(kang)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)較(jiao)(jiao)優(you)。在(zai)(zai)中(zhong)國(guo),雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)以北(bei)京(jing)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)研究(jiu)總院于(yu)20世(shi)紀70年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)中(zhong)期開始(shi)(shi)研究(jiu)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)DSS為(wei)(wei)(wei)標(biao)志,我(wo)(wo)國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)00Cr18Ni5Mo3Si2已(yi)經被(bei)收錄于(yu)國(guo)家標(biao)準GB 3280、GB 1220、GB 4237.近年(nian)(nian)(nian)來,我(wo)(wo)國(guo)又(you)成(cheng)功研制(zhi)了(le)(le)(le)新型稀土雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),這(zhe)一(yi)(yi)舉措在(zai)(zai)很大(da)程(cheng)(cheng)度上增(zeng)強了(le)(le)(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、工藝性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)及(ji)耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。韓國(guo)于(yu)20世(shi)紀90年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)發(fa)(fa)(fa)布(bu)了(le)(le)(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(專(zhuan)利申請(qing)號(hao):96190623),其抗(kang)高(gao)溫氧化能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)、熱(re)塑性(xing)(xing)(xing)、沖(chong)擊韌性(xing)(xing)(xing)及(ji)抗(kang)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)都(dou)較(jiao)(jiao)優(you)。國(guo)內外(wai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)典(dian)型牌號(hao)及(ji)化學成(cheng)分如(ru)表(biao)(biao)1.4所(suo)列。


