雙相不銹鋼的發展與應用開始于20世紀30年代,法國在1935年獲得第一個專利。雙相不銹(xiu)鋼已發展了三代,第一代雙相不銹鋼以美國40年代開發的329鋼為代表,含高鉻、鉬,耐局部腐蝕性能好,但含碳量較高(≤0.1%C),因此焊接時失去相的平衡,沿晶界析出碳化物導致耐腐蝕性及韌性下降,焊后必須經過熱處理,一般用于鑄鍛件,在應用和發展上受到限制。前蘇聯50年代發展了含穩定元素鈦的08X21H5T和08X21H6M2T鋼,德國也有1.4582,法國有Uranus50,英國有Ferralium255,日本在美國329鋼基礎上降碳,提出了329J1鋼種,這些鋼都可作為可焊接的結構件使用。
隨后至60年代(dai)中期瑞典開發了著名的(de)3RE60鋼,它(ta)是第一代(dai)雙相(xiang)不銹鋼的(de)代(dai)表鋼種,特點是超(chao)低碳,含鉻量為18%,焊(han)接及成型性能(neng)良好,廣泛代(dai)替AISI304L、316L用作(zuo)耐氯(lv)離(li)子應力腐(fu)蝕的(de)材料,該鋼的(de)問題(ti)是在焊(han)接熱(re)影響(xiang)區易出現單相(xiang)鐵素體組織,導致耐應力腐(fu)蝕及晶間腐(fu)蝕性能(neng)下降。
70年代(dai)(dai)以來,隨著二(er)(er)次精煉(lian)技術AOD和VOD等方法的(de)(de)出現與普及以及連(lian)鑄技術的(de)(de)發展,容易煉(lian)出超低(di)(di)碳(tan)(C≤0.03%)的(de)(de)鋼(gang),同時(shi)發現氮作為奧氏體(ti)形成元(yuan)素(su)(su)對(dui)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有重要作用:在(zai)焊接(jie)接(jie)頭熱影響區快(kuai)速冷卻時(shi),氮促進(jin)了高(gao)溫下形成的(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)逆轉變為足(zu)夠的(de)(de)二(er)(er)次奧氏體(ti)以維持必要的(de)(de)相平衡,提高(gao)了接(jie)頭的(de)(de)耐蝕(shi)性;氮可以提高(gao)富(fu)氮奧氏體(ti)相的(de)(de)耐孔蝕(shi)能力(li),與富(fu)鉻、鉬的(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)相取得(de)平衡,提高(gao)了材料整體(ti)的(de)(de)耐孔蝕(shi)性能;氮能減輕鉻、鎳等元(yuan)素(su)(su)在(zai)兩相中分(fen)布(bu)的(de)(de)差異,降低(di)(di)選擇腐蝕(shi)的(de)(de)傾(qing)向性。正是利用氮元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)獨特效(xiao)果(guo),以及鋼(gang)中容易獲(huo)得(de)超低(di)(di)碳(tan),改(gai)進(jin)了第一代(dai)(dai)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)缺(que)點,從而開(kai)創(chuang)了第二(er)(er)代(dai)(dai)新型的(de)(de)含氮雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang),開(kai)發了新的(de)(de)應用領域(yu)。
第二代雙(shuang)相(xiang)不銹鋼不論是18Cr型(xing),還是22Cr和(he)25Cr型(xing)大(da)多(duo)數屬于(yu)超(chao)低碳型(xing),并且含有(you)鉬、銅或硅等(deng)提高(gao)耐蝕(shi)性(xing)的(de)元素。針對(dui)酸性(xing)油井井管(guan)(guan)及管(guan)(guan)線用(yong)鋼要求,瑞典開發出了SAF2205,此鋼種已納入美國的(de)ASTMA789和(he)A790標(biao)(biao)準。日本有(you)近十個廠(chang)家(jia)都在生產雙(shuang)相(xiang)不銹鋼。應(ying)(ying)用(yong)范圍很寬,如應(ying)(ying)用(yong)于(yu)工業用(yong)水(shui)及海水(shui)熱交換器、尿素高(gao)壓設備(bei)、硝(xiao)酸設備(bei)等(deng)。法國有(you)URANUS系(xi)列(lie),英國有(you)ZERON鑄鋼系(xi)列(lie)。德國也有(you)納標(biao)(biao)的(de)系(xi)列(lie)牌號。
80年代(dai)后期(qi)發展的(de)超級雙相不(bu)銹鋼(Super DSS) 是屬于第三代(dai)雙相不(bu)銹鋼,牌(pai)號有SAF2507, UR52N+, Zeron100等,這類鋼的(de)特點(dian)是含(han)碳量(liang)低(di)(C0.01%~0.02%),含(han)高鉬和(he)高氮(Mo約4%,N約0.3%),鋼中鐵素(su)體(ti)含(han)量(liang)40%~45%,此(ci)類鋼具(ju)有優良的(de)耐孔蝕性能,孔蝕抗力當量(liang)值 (PRE=Cr% +3.3Mo%+16N%)大于40。
在(zai)國(guo)外(wai)經過幾代(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)發展(zhan)和完善,至今(jin)已(yi)有(you)包括超(chao)級雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)內的(de)(de)系列(lie)牌號。雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)己是(shi)一(yi)個(ge)成熟的(de)(de),能與馬氏體、鐵素(su)體、奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)并列(lie)的(de)(de)鋼(gang)(gang)類(lei)。發展(zhan)到今(jin)天,國(guo)外(wai)的(de)(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)無論從生產、加工制造及應(ying)(ying)用角度來(lai)看,技術上已(yi)然比較成熟,作為一(yi)種性能優良(liang),又能節省(sheng)投資的(de)(de)工程(cheng)材料在(zai)一(yi)些用途上取(qu)代(dai)了普通(tong)的(de)(de)奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),應(ying)(ying)用領(ling)域十分(fen)廣泛。盡(jin)管世界雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)年(nian)產量(liang)不(bu)(bu)是(shi)很高,只占世界不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)產量(liang)的(de)(de)1%,但(dan)隨著(zhu)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)局部(bu)腐蝕性能好(hao)和強度高的(de)(de)優勢的(de)(de)充分(fen)利用和展(zhan)現,以及有(you)目(mu)共(gong)睹(du)的(de)(de)良(liang)好(hao)使用效果,使其每年(nian)以17%的(de)(de)速率增長著(zhu),至2002年(nian)產量(liang)已(yi)達11萬噸以上。
所謂雙相不銹鋼是在其固淬組織中鐵素體相與奧氏體相各占一半,一般最少相的含量也許要達到30%。由于兩相組織的特點,通過正確控制化學成分和熱處理工藝,使DSS兼有香蕉視頻app連接:鐵素體不銹鋼和香蕉視頻app連接:奧氏體不銹鋼的優點。
與奧氏體不銹鋼(gang)相(xiang)比,雙相(xiang)不銹鋼(gang)的優勢如下(xia):
1. 屈服強度(du)比(bi)(bi)普通奧(ao)氏體不銹鋼(gang)高一(yi)倍多,且具有成型需要(yao)的(de)(de)足夠的(de)(de)塑韌性。采用雙相(xiang)不銹鋼(gang)制造儲(chu)罐或壓力容器的(de)(de)壁厚要(yao)比(bi)(bi)常用的(de)(de)奧(ao)氏體減(jian)少(shao)30-50%,有利于降(jiang)低(di)成本。
2. 具(ju)有優異的耐應力(li)(li)腐蝕破裂(lie)的能(neng)力(li)(li),即使是含合金(jin)量最低(di)的雙相不銹鋼也(ye)有比奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼更高的耐應力(li)(li)腐蝕破裂(lie)的能(neng)力(li)(li),尤(you)其在含筑離(li)子的環境中。應力(li)(li)腐蝕是普(pu)通類氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼難以解決的突(tu)出(chu)問題。
3. 在許(xu)多介(jie)質中(zhong)應(ying)用最普遍的(de)(de)2205雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性優于普透的(de)(de)316L類氏體不銹氛,而超級雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)具有極高的(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性,再一些介(jie)質中(zhong),如醋酸,甲(jia)酸等甚(shen)至可以取代高合(he)金奧氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang),乃至耐(nai)(nai)蝕(shi)合(he)金。
4. 具有良好的(de)耐局部腐蝕性能(neng),與合金含(han)量相當的(de)奧氏體不銹鋼相比,它的(de)甜磨損稿蝕和鼓勞腐蝕性能(neng)都優(you)于奧氏體不銹鋼。
5. 比(bi)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的線膨(peng)脹系數低,和碳(tan)鋼(gang)(gang)接近,適合與(yu)碳(tan)鋼(gang)(gang)連接,具有重要的工程(cheng)意(yi)義(yi),如生產復合板或襯里等。
6. 不論(lun)在動戴或(huo)靜載條件(jian)下,比(bi)奧氏體不每鋼具(ju)有更高的(de)能量吸收(shou)能力(li),這對(dui)結構件(jian)應付突發(fa)事故(gu)如沖撞(zhuang),露(lu)炸等,雙相不銹鋼優(you)勢明顯,有實(shi)際應用價值.
與(yu)奧氏(shi)體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的弱(ruo)勢(shi)如下:
1. 應用的普遍(bian)性與多面性不如奧氏(shi)體(ti)不銹鋼,例如其使用濕度必(bi)須控制(zhi)在250攝氏(shi)度以下。
2. 其(qi)塑韌性較奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼低,冷,熱加工(gong)工(gong)藝(yi)和成(cheng)型性能不(bu)(bu)如奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹氛。
3. 存在(zai)中溫脆性區,需要嚴格控(kong)制熱處理(li)和焊接的工(gong)藝制度,以避免有(you)害(hai)相的出現,損(sun)害(hai)性。
與鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼相(xiang)比,雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的優勢如下:
1. 綜合力學性能(neng)比鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼好,尤(you)其是(shi)型(xing)韌性,不(bu)象(xiang)鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼那樣對(dui)脆性敏感。
2. 除耐(nai)應力腐(fu)蝕(shi)性能外(wai),其他耐(nai)局部腐(fu)蝕(shi)性能都優于(yu)鐵素體不銹鋼。
3. 冷加工工藝性(xing)能和冷成型性(xing)能遠優于鐵(tie)素體不銹鋼。
4. 焊接性能也遠優于鐵素體不(bu)銹鋼,一般(ban)焊前(qian)不(bu)需預(yu)熱,焊后不(bu)需熱處(chu)理。
5. 應用(yong)范(fan)圍(wei)較鐵素體不銹解寬。
與鐵素體不(bu)銹鋼相比,雙(shuang)相不(bu)銹鋼的弱勢(shi)如下:
合(he)金元素(su)含量(liang)高,價(jia)格(ge)相(xiang)對高、一般鐵素(su)體(ti)不含鎳。
綜(zong)上所(suo)述,可以概(gai)括地看(kan)出雙相不銹(xiu)鋼的(de)使(shi)用性能(neng)和工藝性能(neng)的(de)概(gai)貌(mao),它以其優(you)越(yue)的(de)力學與(yu)耐腐蝕(shi)綜(zong)合性能(neng)贏得(de)了使(shi)用者的(de)青味(wei),已成為既(ji)節(jie)省重量又節(jie)省投(tou)資(zi)的(de)優(you)良的(de)耐蝕(shi)工程材料。

