雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,DSS),指鐵素體與奧氏體各約占50%,一般較少相的含量最少也需要達到30%的不銹鋼。雙相不銹(xiu)鋼從20世紀40年代在美國誕生以來,已經發展到第三代。它的主要特點是:屈服強度可達400~550MPa,是普通不銹鋼的2倍,因此可以節約用材,降低設備制造成本。在抗腐蝕方面,特別是介質環境比較惡劣(如海水,氯離子含量較高)的條件下,雙相不銹鋼的抗點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優于普通的奧氏體不銹鋼,可以與高合金奧氏體不銹鋼媲美。


  雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)(zai)C含(han)量較低的(de)情況下,Cr含(han)量在(zai)(zai)18%~28%,Ni含(han)量在(zai)(zai)3%~10%。有(you)些鋼還含(han)有(you)Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素(su)(su)。該類鋼兼(jian)有(you)奧氏(shi)體(ti)和(he)鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)特(te)點(dian),與鐵素(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)比,塑(su)性(xing)、韌(ren)性(xing)更高(gao)(gao),無室溫(wen)脆(cui)性(xing),耐晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)和(he)焊接性(xing)能(neng)均顯(xian)著提(ti)高(gao)(gao),同(tong)時還保持有(you)鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)475℃脆(cui)性(xing)以及熱導率高(gao)(gao),具有(you)超塑(su)性(xing)等特(te)點(dian)。與奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼相(xiang)(xiang)比,強(qiang)度高(gao)(gao)且耐晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)和(he)耐氯化物應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)有(you)明顯(xian)提(ti)高(gao)(gao)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼具有(you)優良的(de)耐孔蝕(shi)性(xing)能(neng),也是一種節鎳不(bu)銹(xiu)鋼。


  奧氏體+鐵素體(雙相(xiang))不(bu)銹鋼是(shi)指(zhi)基體兼有奧氏體和(he)鐵素體兩(liang)相(xiang)組織并兼備兩(liang)者的特征,一(yi)般(ban)它比奧氏體系(xi)列不(bu)銹鋼強(qiang)度高(gao),耐腐(fu)蝕性能(neng)也更優越。但是(shi)由于(yu)高(gao)溫而脆化,所以一(yi)般(ban)要求在大約300℃以下用。在常(chang)溫下顯示出磁性,可通過冷加工使其強(qiang)化的不(bu)銹鋼。


  成分中高Cr高N,常溫下具有奧氏體和鐵素體混合相,代表鋼種是 022Cr23Ni4MoCuN(2304)、022Cr23Ni5Mo3N(2205)、022Cr25Ni7Mo4N(2507)。


  主要特點是:在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下基本為鐵(tie)素(su)體組(zu)織(zhi),在(zai)冷卻至室溫(wen)(wen)時具有30%~50%鐵(tie)素(su)體+奧氏體雙相組(zu)織(zhi)。屈服(fu)強度高(gao)、超強的(de)耐點蝕、耐應力腐蝕能(neng)力,易于(yu)成形和焊接。


  由(you)于雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)兩相(xiang)(xiang)組織的(de)(de)(de)特點(dian),通過(guo)正確(que)控制化(hua)學成分(fen)和(he)(he)熱處理工藝,使(shi)(shi)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)兼有(you)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)優(you)點(dian)。它將奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)所具有(you)的(de)(de)(de)優(you)良韌性(xing)和(he)(he)焊接性(xing)與鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)所具有(you)的(de)(de)(de)較高(gao)強度和(he)(he)耐氯化(hua)物應力腐蝕(shi)性(xing)能結(jie)合(he)在一(yi)(yi)起(qi),正是這些優(you)越的(de)(de)(de)性(xing)能使(shi)(shi)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)作為可(ke)焊接的(de)(de)(de)結(jie)構材料而迅速發展,20世(shi)紀(ji)80年代(dai)以來,雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)已(yi)成為和(he)(he)馬氏(shi)體(ti)型、奧氏(shi)體(ti)型和(he)(he)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)并(bing)列的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個鋼(gang)(gang)(gang)類(lei)。


 雙相不(bu)銹(xiu)鋼有以下性能特(te)點:


  ①. 含鉬(mu)雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼在低應(ying)力(li)(li)下有(you)良(liang)好的(de)(de)耐氯(lv)化物(wu)應(ying)力(li)(li)腐蝕性(xing)(xing)能(neng)。一般18-8型(xing)奧氏體不銹(xiu)鋼在60℃以(yi)上(shang)中(zhong)性(xing)(xing)氯(lv)化物(wu)溶液(ye)中(zhong)容易發生應(ying)力(li)(li)腐蝕斷(duan)(duan)裂(lie),在微量氯(lv)化物(wu)及硫化氫工業(ye)介質中(zhong)用這類不銹(xiu)鋼制造的(de)(de)熱交換器、蒸(zheng)發器等(deng)設備都存在著產生應(ying)力(li)(li)腐蝕斷(duan)(duan)裂(lie)的(de)(de)傾(qing)向,而(er)雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼卻有(you)良(liang)好的(de)(de)抵抗能(neng)力(li)(li)。


  ②. 含鉬雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)有(you)良(liang)好的耐(nai)孔蝕(shi)(shi)(shi)性能。在具有(you)相(xiang)(xiang)同的孔蝕(shi)(shi)(shi)抗力當量值(PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N])時,雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與(yu)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的臨界(jie)孔蝕(shi)(shi)(shi)電位相(xiang)(xiang)仿。雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與(yu)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)耐(nai)孔蝕(shi)(shi)(shi)性能與(yu)AISI316L相(xiang)(xiang)當。含25%Cr,尤(you)其是(shi)含氮的高鉻雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的耐(nai)孔蝕(shi)(shi)(shi)和縫隙腐蝕(shi)(shi)(shi)性能超(chao)過了AISI 316L。


  ③. 具有良好的耐腐蝕(shi)疲勞和磨損腐蝕(shi)性能。在(zai)某(mou)些(xie)腐蝕(shi)介質的條件下,適用于制(zhi)作(zuo)泵、閥等動力設備(bei)。


  ④. 綜合力學性(xing)能好(hao)。有(you)較高的強度和疲勞強度,屈(qu)服強度是(shi)18-8型奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)的2倍。固溶(rong)態的延伸率達到25%,韌性(xing)值Ak(V形(xing)槽口)在100J以上。


  ⑤. 可焊(han)(han)性良(liang)好,熱(re)裂傾向小,一(yi)般焊(han)(han)前不(bu)需(xu)預熱(re),焊(han)(han)后不(bu)需(xu)熱(re)處理,可與18-8型(xing)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)或碳鋼(gang)等異種焊(han)(han)接(jie)。


  ⑥. 含低鉻(18%Cr)的雙相不(bu)銹鋼熱加工溫度范圍比18-8型奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼寬(kuan),抗力小,可(ke)不(bu)經過鍛造,直接軋制(zhi)開坯生產鋼板(ban)。含高鉻(25%Cr)的雙相不(bu)銹鋼熱加工比奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼略(lve)顯困難(nan),可(ke)以生產板(ban)、管和絲等產品。


  ⑦. 冷加(jia)工時比18-8型奧氏體不(bu)銹鋼加(jia)工硬化效應大,在管、板承受變形(xing)初期,需(xu)施加(jia)較(jiao)大應力(li)才(cai)能變形(xing)。


  ⑧. 與(yu)奧氏體不銹鋼相比,熱導率大(da),線膨脹系數(shu)小,適(shi)合用做設備的(de)襯(chen)里和生產復合板。也適(shi)合制作熱交換(huan)器(qi)的(de)管芯,換(huan)熱效率比奧氏體不銹鋼高。


  ⑨. 仍有高鉻(ge)鐵素(su)體不銹鋼的各種脆性傾向,不宜用在(zai)高于(yu)300℃的工作條件。雙相不銹鋼中(zhong)鉻(ge)含量(liang)愈(yu)低,σ等(deng)脆性相的危害性也愈(yu)小(xiao)。


 雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有良好的(de)焊接(jie)性能(neng),與鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)及奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)相比,它(ta)既不(bu)像鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)焊接(jie)熱影響區,由(you)于晶(jing)粒嚴重粗化(hua)而(er)使(shi)塑(su)韌性大幅降(jiang)低;也不(bu)像奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)那樣,對焊接(jie)熱裂紋(wen)比較(jiao)敏感。


 雙相不銹鋼由于其特殊的(de)優點(dian),廣泛應用于石(shi)油化工(gong)設備、海水與(yu)廢水處理(li)設備、輸油輸氣管(guan)線(xian)、造紙機械等工(gong)業領(ling)域,近年來也被研究用于橋梁承(cheng)重結構領(ling)域,具有很好的(de)發展前景。


 我國標(biao)準GB/T 20878-2007《不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼和耐熱(re)鋼 牌號(hao)(hao)(hao)及(ji)化學成分》中加入了(le)許(xu)多雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼牌號(hao)(hao)(hao)。如 14Cr18Ni11Si4AlTi、022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更(geng)多的牌號(hao)(hao)(hao)詳見標(biao)準。


 另(ling)外,著名的2205 雙相(xiang)不銹鋼相(xiang)當于我國的022Cr23Ni5Mo3N。


  雙相不銹鋼可用于煉油(you)、化肥、造紙、石油(you)、化工等(deng)(deng)領域中(zhong)耐(nai)海水(shui)、耐(nai)高(gao)溫、耐(nai)濃(nong)硝酸等(deng)(deng)的熱交換器和冷淋器及器件。


 雙相不(bu)銹鋼(DSS)的主要代表牌(pai)號一般可(ke)分為四類:低合金型(xing),代表牌(pai)號022Cr23Ni4MoCuN(2304);中合金型(xing),代表牌(pai)號022Cr23Ni5Mo3N(2205);高合金型(xing),代表牌(pai)號03Cr25Ni6Mo3Cu2N(225);超級雙相不(bu)銹鋼型(xing),標準(zhun)牌(pai)號022Cr25Ni7Mo4N(2507)。


  低合金型 022Cr23Ni4MoCuN(2304)不含鉬,在(zai)耐應(ying)力腐蝕方面可代(dai)替(ti)06Cr19Ni10(304)或06Cr17Ni12Mo2(316)使用。


  中合金型(xing) 022Cr23Ni5Mo3N(2204)的耐蝕(shi)性能介于(yu)022Cr17Ni12Mo2(316L)和6%Mo+N奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼之間。


  高合金型一般含25%Cr,還含有鉬和(he)氮,有的還含銅和(he)鎢,這類鋼(gang)的耐蝕性能高于22%Cr的雙相(xiang)不銹鋼(gang)。


 超級(ji)雙相不銹鋼型為含高鉬和氮,有的也含鎢和銅,也適用于苛刻的介質條件,具有良好的耐腐蝕與力學綜合性能,可與超級奧氏體不銹鋼相媲美。