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。


  雙相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)C含(han)量(liang)較低的(de)情況(kuang)下,Cr含(han)量(liang)在(zai)18%~28%,Ni含(han)量(liang)在(zai)3%~10%。有(you)(you)(you)些鋼(gang)還含(han)有(you)(you)(you)Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素(su)。該類鋼(gang)兼有(you)(you)(you)奧氏(shi)體(ti)和(he)鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)特(te)(te)點(dian),與鐵素(su)體(ti)相比,塑(su)性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)更高(gao),無室溫脆性(xing)(xing),耐晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)和(he)焊接性(xing)(xing)能(neng)均(jun)顯著提高(gao),同時還保(bao)持有(you)(you)(you)鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)475℃脆性(xing)(xing)以及(ji)熱(re)導(dao)率(lv)高(gao),具有(you)(you)(you)超(chao)塑(su)性(xing)(xing)等特(te)(te)點(dian)。與奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比,強(qiang)度(du)高(gao)且耐晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)和(he)耐氯化物應力腐(fu)蝕(shi)有(you)(you)(you)明顯提高(gao)。雙相不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有(you)(you)(you)優良的(de)耐孔蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng),也是一種節(jie)鎳不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。


  奧(ao)氏體(ti)+鐵素體(ti)(雙相(xiang))不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是(shi)指基體(ti)兼有奧(ao)氏體(ti)和鐵素體(ti)兩(liang)相(xiang)組織(zhi)并(bing)兼備兩(liang)者的(de)特(te)征,一般(ban)它(ta)比奧(ao)氏體(ti)系列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)強(qiang)度高,耐腐蝕性(xing)能也更優越(yue)。但是(shi)由于高溫而脆化,所以一般(ban)要求在(zai)大約300℃以下(xia)用。在(zai)常(chang)溫下(xia)顯(xian)示出磁(ci)性(xing),可通過冷(leng)加工使其(qi)強(qiang)化的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。


  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(zhu)要特點(dian)是:在(zai)高(gao)(gao)溫下基本為鐵素體組織(zhi),在(zai)冷卻(que)至室溫時具有30%~50%鐵素體+奧氏體雙相組織(zhi)。屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)高(gao)(gao)、超強(qiang)(qiang)的耐點(dian)蝕、耐應力腐蝕能力,易于成形和(he)焊(han)接。


  由于雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)具有(you)兩相(xiang)組織的(de)特點,通(tong)過正確控(kong)制化學成分和(he)熱(re)處理(li)工藝(yi),使(shi)雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)兼有(you)鐵素體不銹鋼(gang)(gang)和(he)奧氏體不銹鋼(gang)(gang)的(de)優(you)(you)點。它(ta)將奧氏體不銹鋼(gang)(gang)所(suo)具有(you)的(de)優(you)(you)良韌性(xing)(xing)和(he)焊接(jie)性(xing)(xing)與鐵素體不銹鋼(gang)(gang)所(suo)具有(you)的(de)較高(gao)強(qiang)度和(he)耐(nai)氯化物(wu)應力(li)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能結合在(zai)一起(qi),正是(shi)這些(xie)優(you)(you)越的(de)性(xing)(xing)能使(shi)雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)作為(wei)(wei)可焊接(jie)的(de)結構材(cai)料而迅速發(fa)展,20世紀80年代以來,雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)已成為(wei)(wei)和(he)馬氏體型(xing)、奧氏體型(xing)和(he)鐵素體型(xing)不銹鋼(gang)(gang)并列的(de)一個(ge)鋼(gang)(gang)類。


 雙相(xiang)不銹(xiu)鋼有以下性(xing)能(neng)特點:


  ①. 含鉬(mu)雙相不(bu)銹鋼在(zai)(zai)低應(ying)力(li)(li)下有良好的耐氯化物應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能。一般18-8型奧氏體不(bu)銹鋼在(zai)(zai)60℃以上中性氯化物溶液中容易發(fa)生應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂,在(zai)(zai)微量(liang)氯化物及硫化氫工業介質(zhi)中用這類(lei)不(bu)銹鋼制造的熱交換器(qi)、蒸發(fa)器(qi)等設(she)備都存在(zai)(zai)著產生應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂的傾向(xiang),而雙相不(bu)銹鋼卻有良好的抵抗能力(li)(li)。


  ②. 含鉬雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)有(you)良好的(de)(de)(de)耐孔(kong)蝕(shi)性能(neng)。在具(ju)有(you)相(xiang)同的(de)(de)(de)孔(kong)蝕(shi)抗(kang)力當量(liang)值(zhi)(PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N])時,雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)與奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)臨(lin)界孔(kong)蝕(shi)電位相(xiang)仿(fang)。雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)與奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)耐孔(kong)蝕(shi)性能(neng)與AISI316L相(xiang)當。含25%Cr,尤其是含氮的(de)(de)(de)高鉻雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)耐孔(kong)蝕(shi)和縫隙腐(fu)蝕(shi)性能(neng)超過了(le)AISI 316L。


  ③. 具有良好的耐腐蝕(shi)疲(pi)勞和磨損腐蝕(shi)性能。在(zai)某(mou)些(xie)腐蝕(shi)介(jie)質的條件下,適用于制作泵、閥等(deng)動(dong)力設備。


  ④. 綜合(he)力學性(xing)能(neng)好。有較高的強(qiang)(qiang)度和疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度,屈服強(qiang)(qiang)度是(shi)18-8型奧氏體不銹鋼的2倍。固溶(rong)態的延伸率達(da)到25%,韌(ren)性(xing)值Ak(V形槽口)在100J以上。


  ⑤. 可焊(han)性良好,熱裂傾(qing)向小,一(yi)般焊(han)前不(bu)需預熱,焊(han)后不(bu)需熱處理,可與18-8型奧氏體不(bu)銹鋼或碳鋼等異種焊(han)接(jie)。


  ⑥. 含低鉻(18%Cr)的(de)雙相不銹鋼(gang)熱加工(gong)(gong)溫度(du)范圍比(bi)18-8型(xing)奧氏體不銹鋼(gang)寬,抗力小,可不經過鍛造(zao),直(zhi)接軋制開坯生產(chan)(chan)鋼(gang)板(ban)。含高(gao)鉻(25%Cr)的(de)雙相不銹鋼(gang)熱加工(gong)(gong)比(bi)奧氏體不銹鋼(gang)略顯(xian)困難,可以(yi)生產(chan)(chan)板(ban)、管和絲等產(chan)(chan)品。


  ⑦. 冷加工時比18-8型奧氏體不銹鋼加工硬化(hua)效(xiao)應(ying)大(da),在管、板(ban)承受變形初期,需(xu)施加較大(da)應(ying)力才能變形。


  ⑧. 與(yu)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼相比(bi),熱(re)導率大,線膨脹系數小,適(shi)(shi)合(he)用做設備的襯里和生(sheng)產復合(he)板。也(ye)適(shi)(shi)合(he)制(zhi)作(zuo)熱(re)交換器的管芯,換熱(re)效率比(bi)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼高。


  ⑨. 仍有高鉻鐵素體不銹鋼(gang)的各種(zhong)脆(cui)性(xing)(xing)傾(qing)向,不宜用(yong)在(zai)高于300℃的工作條(tiao)件。雙(shuang)相不銹鋼(gang)中鉻含量愈低,σ等(deng)脆(cui)性(xing)(xing)相的危害性(xing)(xing)也愈小。


 雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有良好(hao)的焊接(jie)性能(neng),與(yu)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)及奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比,它既不(bu)(bu)像(xiang)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的焊接(jie)熱(re)影響區,由于晶(jing)粒嚴重粗化而(er)使塑(su)韌性大幅降(jiang)低(di);也不(bu)(bu)像(xiang)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)那樣(yang),對焊接(jie)熱(re)裂紋比較敏感。


 雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)由于(yu)其特殊的優點,廣泛應用于(yu)石油(you)化工(gong)設(she)備、海水與(yu)廢(fei)水處理設(she)備、輸油(you)輸氣管線、造紙機械(xie)等工(gong)業領域(yu)(yu),近年來也被(bei)研究用于(yu)橋梁承重(zhong)結構領域(yu)(yu),具有很(hen)好(hao)的發展前(qian)景。


 我國標準(zhun)GB/T 20878-2007《不銹(xiu)鋼(gang)和(he)耐熱(re)鋼(gang) 牌(pai)號(hao)及化學成分》中加入了許多(duo)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)牌(pai)號(hao)。如 14Cr18Ni11Si4AlTi、022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多(duo)的牌(pai)號(hao)詳見標準(zhun)。


 另(ling)外,著(zhu)名的(de)2205 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼相(xiang)當于我(wo)國的(de)022Cr23Ni5Mo3N。


  雙相不銹鋼可(ke)用于(yu)煉油、化肥、造紙、石油、化工等(deng)領域中耐(nai)(nai)(nai)海(hai)水、耐(nai)(nai)(nai)高溫、耐(nai)(nai)(nai)濃硝(xiao)酸等(deng)的熱交換器(qi)和冷淋器(qi)及器(qi)件。


 雙相(xiang)不銹鋼(DSS)的主要代(dai)(dai)表(biao)牌(pai)(pai)號(hao)(hao)(hao)一般可分為四(si)類:低合金型,代(dai)(dai)表(biao)牌(pai)(pai)號(hao)(hao)(hao)022Cr23Ni4MoCuN(2304);中合金型,代(dai)(dai)表(biao)牌(pai)(pai)號(hao)(hao)(hao)022Cr23Ni5Mo3N(2205);高(gao)合金型,代(dai)(dai)表(biao)牌(pai)(pai)號(hao)(hao)(hao)03Cr25Ni6Mo3Cu2N(225);超級雙相(xiang)不銹鋼型,標準牌(pai)(pai)號(hao)(hao)(hao)022Cr25Ni7Mo4N(2507)。


  低合(he)金(jin)型 022Cr23Ni4MoCuN(2304)不含鉬,在耐(nai)應(ying)力腐蝕(shi)方面可(ke)代(dai)替06Cr19Ni10(304)或06Cr17Ni12Mo2(316)使用。


  中合金型 022Cr23Ni5Mo3N(2204)的耐(nai)蝕性能(neng)介于(yu)022Cr17Ni12Mo2(316L)和(he)6%Mo+N奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)之間。


  高(gao)合(he)金型一(yi)般(ban)含(han)(han)25%Cr,還(huan)含(han)(han)有鉬和(he)氮,有的(de)還(huan)含(han)(han)銅和(he)鎢,這類鋼的(de)耐蝕(shi)性能高(gao)于22%Cr的(de)雙相不(bu)銹鋼。


 超級雙相不銹鋼(gang)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。