雙相不銹鋼

廣泛地應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域,諸如紙漿和造紙、陸上和海上的油氣工業(yè)、化

學(xué)加工工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)(化學(xué)品船和槽車)、制藥和食品工業(yè)以及建筑業(yè)等。多用制反應(yīng)容器,

各種工業(yè)設(shè)備和輸送管道等。在大多數(shù)應(yīng)用中,雙相鋼被認(rèn)為是具有成本效益的材料

*普通奧氏體不銹鋼如316和高合金奧氏體不銹鋼之間的空白

盡管一般認(rèn)為使用雙相鋼是因?yàn)樗鼈冇心突瘜W(xué)產(chǎn)品的腐蝕性能,例如尿素和化肥

生產(chǎn)、有機(jī)酸生產(chǎn)以及含硫化氫天然氣的加工等遇到的一些介質(zhì),但重要的應(yīng)用是用在那

些奧氏體不銹鋼不具有足夠耐點(diǎn)蝕和應(yīng)力腐蝕斷裂性能的含氯離子熱水溶液介質(zhì)中,諸如

熱交換器、冷凝器和各種容器等設(shè)備。

從20世紀(jì)40年代在美國誕生以來，已經(jīng)發(fā)展到第三代。它的主要特點(diǎn)是屈服強(qiáng)度可達(dá)400-550MPa，是普通不銹鋼的2倍，因此可以節(jié)約用材，降低設(shè)備制造成本。在抗腐蝕方面，特別是介質(zhì)環(huán)境比較惡劣（如海水，氯離子含量較高）的條件下，雙相鋼的抗點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優(yōu)于普通的奧氏體不銹鋼，可以與高合金奧氏體不銹鋼媲美。 

 一類屬低合金型，代表牌號UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），鋼中不含鉬，PREN值為24-25，在耐應(yīng)力腐蝕方面可代替AISI304或316使用。
二類屬中合金型，代表牌號是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N），PREN值為32-33，其耐蝕性能介于AISI 316L和6%Mo+N奧氏體不銹鋼之間。
三類屬高合金型，一般含25%Cr，還含有鉬和氮，有的還含有銅和鎢，標(biāo)準(zhǔn)牌號UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），PREN值為38-39，這類鋼的耐蝕性能高于22%Cr的雙相鋼。
第四類屬超級雙相鋼型，含高鉬和氮，標(biāo)準(zhǔn)牌號UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N），有的也含鎢和銅，PREN值大于40，可適用于苛刻的介質(zhì)條件，具有良好的耐蝕與力學(xué)綜合性 能，可與超級奧氏體不銹鋼相媲美。由于兩相組織的特點(diǎn)，通過正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝，使雙相鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，它將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強(qiáng)度和耐

雙相不銹鋼化學(xué)成分

機(jī)械性能

氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起，正是這些的性能使雙相鋼作為可焊接的結(jié)構(gòu)材料發(fā)展迅速，80年代以來已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不銹鋼并列的一個(gè)鋼類。雙相鋼有以下性能特點(diǎn)：
（1）含鉬雙相鋼在低應(yīng)力下有良好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能。一般18-8型奧氏體不銹鋼在60°C以上中性氯化物溶液中容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂，在微量氯化物及硫化氫工業(yè)介質(zhì)中用這類不銹鋼制造的熱交換器、蒸發(fā)器等設(shè)備都存在著產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂的傾向，而雙相鋼卻有良好的抵抗能力。
（2）含鉬雙相鋼有良好的耐孔蝕性能。在具有相同的孔蝕抗力當(dāng)量值（PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%）時(shí)，雙相鋼與奧氏體不銹鋼的臨界孔蝕電位相仿。雙相鋼與奧氏體不銹鋼耐孔蝕性能與AISI 316L相當(dāng)。含25%Cr的，尤其是含氮的高鉻雙相鋼的耐孔蝕和縫隙腐蝕性能超過了AISI 316L。
（3）具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。在某些腐蝕介質(zhì)的條件下，適用于制作泵、閥等動(dòng)力設(shè)備。
（4）綜合力學(xué)性能好。有較高的強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度是18-8型奧氏體不銹鋼的2倍。固溶態(tài)的延伸率達(dá)到25%，韌性值A(chǔ)K（V型槽口）在100J以上。

（5）可焊性良好，熱裂傾向小，一般焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理，可與18-8型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接。
（6）含低鉻（18%Cr）的雙相鋼熱加工溫度范圍比18-8型奧氏體不銹鋼寬，抗力小，可不經(jīng)過鍛造，直接軋制開坯生產(chǎn)鋼板。含高鉻（25%Cr）的雙相鋼熱加工比奧氏體不銹鋼略顯困難，可以生產(chǎn)板、管和絲等產(chǎn)品。
（7）冷加工時(shí)比18-8型奧氏體不銹鋼加工硬化效應(yīng)大，在管、板承受變形初期，需施加較大應(yīng)力才能變形。
（8）與奧氏體不銹鋼相比，導(dǎo)熱系數(shù)大，線膨脹系數(shù)小，適合用作設(shè)備的襯里和生產(chǎn)復(fù)合板。也適合制作熱交換器的管芯，換熱效率比奧氏體不銹鋼高。
（9）仍有高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆性傾向，不宜用在高于300°C的工作條件。雙相鋼中含鉻量愈低，σ等脆性相的危害性也愈小。
用途
用于煉油、化肥、造紙、石油、化工等耐海水耐高溫濃硝酸等熱交換器和冷淋器及器件。

由于兩相組織的特點(diǎn)，通過正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝，使DSS兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)。
與奧氏體不銹鋼相比，雙相鋼的優(yōu)勢
（1）屈服強(qiáng)度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相鋼制造儲罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少30-50%，有利于降低成本。
（2）具有優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，即使是含合金量低的雙相鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，尤其在含氯離子的環(huán)境中。應(yīng)力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。
（3）在許多介質(zhì)中應(yīng)用普遍的2205雙相鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普通的316L奧氏體不銹鋼，而超級雙相鋼具有*的耐腐蝕性，再一些介質(zhì)中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奧氏體不銹鋼，乃至耐蝕合金。
（4）具有良好的耐局部腐蝕性能，與合金含量相當(dāng)?shù)膴W氏體不銹鋼相比，它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。
（5）比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)低，和碳鋼接近，適合與碳鋼連接，具有重要的工程意義，如生產(chǎn)復(fù)合板或襯里等。
（6）不論在動(dòng)載或靜載條件下，比奧氏體不銹鋼具有更高的能量吸收能力，這對結(jié)構(gòu)件應(yīng)付突發(fā)事故如沖撞，爆炸等，雙相鋼優(yōu)勢明顯，有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
與奧氏體不銹鋼相比，雙相鋼的弱勢
（1）應(yīng)用的普遍性與多面性不如奧氏體不銹鋼，例如其使用溫度必須控制在250℃以下。
（2）其塑韌性較奧氏體不銹鋼低，冷，熱加工工藝和成型性能不如奧氏體不銹鋼。
（3）存在中溫脆性區(qū)，需要嚴(yán)格控制熱處理和焊接的工藝制度，以避免有害相的出現(xiàn)，損害性能。
與鐵素體不銹鋼相比，雙相鋼的優(yōu)勢
（1）綜合力學(xué)性能比鐵素體不銹鋼好，尤其是塑韌性，不象鐵素體不銹鋼那樣對脆性敏感。
（2）除耐應(yīng)力腐蝕性能外，其他耐局部腐蝕性能都優(yōu)于鐵素體不銹鋼。
（3）冷加工工藝性能和冷成型性能遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼。
（4）焊接性能也遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼，一般焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理。
（5）應(yīng)用范圍較鐵素體不銹鋼寬。
與鐵素體不銹鋼相比，雙相鋼的弱勢
合金元素含量高，價(jià)格相對高，一般鐵素體不含鎳。