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%。雙相不(bu)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(bu)銹(xiu)鋼相比,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(xiu)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)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組(zu)織于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)1927年(nian)(nian)被(bei)Griffiths及Bain最先發(fa)現(xian),20世(shi)紀(ji)(ji)30年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)開始,雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)得到發(fa)展(zhan)和(he)應(ying)(ying)用,典(dian)(dian)型代(dai)(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)為(wei)(wei)法國(guo)(guo)(guo)(guo)在1935年(nian)(nian)取得了(le)Uranus50 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)專利(li)。時(shi)至今(jin)日(ri)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)已(yi)經有(you)了(le)三代(dai)(dai)(dai)(dai)歷(li)程:第一(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)是(shi)美國(guo)(guo)(guo)(guo)20世(shi)紀(ji)(ji)40年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)開發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)329鋼(gang)(gang)(gang)(gang),接(jie)著(zhu)德(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)(guo)、蘇(su)聯及日(ri)本(ben)都開始探(tan)究這類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)。瑞典(dian)(dian)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀(ji)(ji)60年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)中期(qi)(qi)開發(fa)了(le)3RE60鋼(gang)(gang)(gang)(gang),主要目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)顯著(zhu)增強(qiang)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破裂(lie)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)。第一(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)含(han)(han)C量(liang)低、含(han)(han)Cr量(liang)為(wei)(wei)18%,具有(you)較(jiao)優的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)和(he)成(cheng)(cheng)型性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),被(bei)大量(liang)地應(ying)(ying)用為(wei)(wei)抗氯(lv)化(hua)(hua)物(wu)應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破裂(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao);其缺點(dian)是(shi)在焊(han)(han)接(jie)狀態下,因為(wei)(wei)鐵(tie)素(su)體(ti)含(han)(han)量(liang)高,導致(zhi)焊(han)(han)縫熱影響區韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)下降(jiang),并且(qie)(qie)耐(nai)(nai)應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破裂(lie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)耐(nai)(nai)晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)基體(ti)金屬較(jiao)弱。因而第一(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際運用被(bei)局限在非焊(han)(han)接(jie)狀態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)下。第二(er)(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用以阿維斯塔(ta)-波拉(la)里特公司研(yan)(yan)究出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)LDX2101為(wei)(wei)代(dai)(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao),這類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian):一(yi)是(shi)大多數都是(shi)超低碳型,并且(qie)(qie)含(han)(han)有(you)增強(qiang)抗腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Mo(鉬)、Cu(銅)及Si(錫)等(deng)元(yuan)(yuan)素(su);二(er)(er)是(shi)含(han)(han)N(氮)元(yuan)(yuan)素(su),N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入(ru)降(jiang)低了(le)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben),減(jian)少了(le)Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用,N作為(wei)(wei)奧(ao)氏體(ti)形(xing)成(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)能(neng)(neng)(neng)夠提升(sheng)富(fu)N奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li),并且(qie)(qie)可與富(fu)Cr、Mo元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)獲得平(ping)衡,進(jin)而增強(qiang)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)抗腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li),此外,N還能(neng)(neng)(neng)降(jiang)低元(yuan)(yuan)素(su)Cr、Ni等(deng)在雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和(he)γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異,進(jin)而降(jiang)低DSS發(fa)生選(xuan)擇性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。第二(er)(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這些特點(dian)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)促進(jin)了(le)瑞典(dian)(dian)、日(ri)本(ben)、法國(guo)(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)(guo)及德(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)等(deng)國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)開始發(fa)展(zhan)第二(er)(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。第三代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)以SAF2507、UR52N+、Zeron100等(deng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)為(wei)(wei)代(dai)(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao),該類(lei)(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)展(zhan)在20世(shi)紀(ji)(ji)80年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)后期(qi)(qi)稱(cheng)為(wei)(wei)超級雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(Super DSS),其特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)含(han)(han)C量(liang)只有(you)0.01%~0.02%、含(han)(han)Mo約(yue)4%、含(han)(han)N約(yue)0.3%、含(han)(han)鐵(tie)素(su)體(ti)40%~45%,孔蝕(shi)(shi)(shi)(shi)當(dang)量(liang)(PREN)大于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)40,其抗蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)較(jiao)優。在中國(guo)(guo)(guo)(guo),雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)以北京鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)研(yan)(yan)究總院于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀(ji)(ji)70年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)中期(qi)(qi)開始研(yan)(yan)究發(fa)展(zhan)DSS為(wei)(wei)標志,我國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)00Cr18Ni5Mo3Si2已(yi)經被(bei)收錄(lu)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)標準GB 3280、GB 1220、GB 4237.近年(nian)(nian)來,我國(guo)(guo)(guo)(guo)又成(cheng)(cheng)功研(yan)(yan)制了(le)新型稀土雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),這一(yi)舉措(cuo)在很大程度上增強(qiang)了(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、工藝(yi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)及耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。韓國(guo)(guo)(guo)(guo)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀(ji)(ji)90年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)發(fa)布了(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(專利(li)申請號:96190623),其抗高溫氧化(hua)(hua)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)、熱塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、沖(chong)擊韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)及抗蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)都較(jiao)優。國(guo)(guo)(guo)(guo)內(nei)外雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)典(dian)(dian)型牌(pai)號及化(hua)(hua)學成(cheng)(cheng)分如(ru)表(biao)(biao)1.4所(suo)列。