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(shuang)相不銹鋼(gang)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(zhi)60年代(dai)(dai)中(zhong)期(qi)瑞典開發了著名的3RE60鋼(gang)(gang),它是第一代(dai)(dai)雙相不銹鋼(gang)(gang)的代(dai)(dai)表(biao)鋼(gang)(gang)種(zhong),特點是超低(di)碳,含鉻(ge)量為18%,焊接及成(cheng)型性能良好,廣泛代(dai)(dai)替AISI304L、316L用(yong)作(zuo)耐氯離子應(ying)力(li)腐(fu)蝕的材(cai)料,該(gai)鋼(gang)(gang)的問題是在焊接熱影(ying)響區易出現單相鐵素體組織,導致耐應(ying)力(li)腐(fu)蝕及晶間腐(fu)蝕性能下降。
70年代以來,隨(sui)著二次(ci)精煉技術AOD和VOD等(deng)方法的(de)(de)(de)出(chu)現(xian)(xian)與普及(ji)以及(ji)連鑄技術的(de)(de)(de)發展,容易(yi)煉出(chu)超低碳(tan)(C≤0.03%)的(de)(de)(de)鋼(gang),同時發現(xian)(xian)氮(dan)(dan)作為奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)(su)對雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有重要作用:在焊接(jie)接(jie)頭(tou)熱(re)影響區快速冷卻時,氮(dan)(dan)促進了(le)高(gao)(gao)(gao)溫下形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)逆轉變為足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)二次(ci)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)以維持必要的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)平衡,提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)了(le)接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性;氮(dan)(dan)可以提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)富(fu)(fu)氮(dan)(dan)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)耐孔蝕(shi)能(neng)力(li),與富(fu)(fu)鉻、鉬的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)取(qu)得(de)平衡,提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)了(le)材料整體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)耐孔蝕(shi)性能(neng);氮(dan)(dan)能(neng)減輕鉻、鎳等(deng)元素(su)(su)在兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中分布的(de)(de)(de)差異(yi),降低選擇腐蝕(shi)的(de)(de)(de)傾向性。正(zheng)是利用氮(dan)(dan)元素(su)(su)的(de)(de)(de)獨特效果(guo),以及(ji)鋼(gang)中容易(yi)獲(huo)得(de)超低碳(tan),改進了(le)第一代雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)缺點(dian),從而開創了(le)第二代新型的(de)(de)(de)含氮(dan)(dan)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),開發了(le)新的(de)(de)(de)應用領域(yu)。
第(di)二代(dai)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)論(lun)是(shi)18Cr型(xing)(xing),還是(shi)22Cr和25Cr型(xing)(xing)大多數屬于超(chao)低碳型(xing)(xing),并且(qie)含有(you)鉬(mu)、銅或硅(gui)等(deng)提高耐蝕性的(de)元素。針對酸性油井井管及管線(xian)用鋼(gang)要(yao)求(qiu),瑞典開發出了SAF2205,此鋼(gang)種已納入美國的(de)ASTMA789和A790標準。日本有(you)近十個(ge)廠家都在生產(chan)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。應(ying)用范(fan)圍很(hen)寬,如應(ying)用于工(gong)業(ye)用水(shui)及海水(shui)熱交(jiao)換器、尿素高壓設(she)備(bei)、硝(xiao)酸設(she)備(bei)等(deng)。法國有(you)URANUS系列,英國有(you)ZERON鑄鋼(gang)系列。德國也有(you)納標的(de)系列牌號。
80年(nian)代(dai)(dai)后期發展的超級(ji)雙相(xiang)不銹鋼(gang)(Super DSS) 是(shi)屬于第三代(dai)(dai)雙相(xiang)不銹鋼(gang),牌號有SAF2507, UR52N+, Zeron100等,這類鋼(gang)的特點是(shi)含碳量低(C0.01%~0.02%),含高鉬和高氮(Mo約4%,N約0.3%),鋼(gang)中(zhong)鐵(tie)素體含量40%~45%,此類鋼(gang)具有優良的耐孔蝕性(xing)能,孔蝕抗力當量值(zhi) (PRE=Cr% +3.3Mo%+16N%)大于40。
在國(guo)外經過幾代雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)發展(zhan)和(he)完善,至(zhi)今已有(you)包(bao)括超級雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在內的(de)(de)系列牌號(hao)。雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)己是一個成熟的(de)(de),能(neng)與馬(ma)氏體(ti)、鐵素(su)體(ti)、奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)并(bing)列的(de)(de)鋼(gang)(gang)類。發展(zhan)到今天,國(guo)外的(de)(de)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)無(wu)論從生產(chan)、加(jia)工制造及(ji)應(ying)用(yong)(yong)角度來看,技術上已然比(bi)較成熟,作為一種性(xing)能(neng)優良,又能(neng)節省(sheng)投(tou)資的(de)(de)工程材料在一些(xie)用(yong)(yong)途上取代了(le)普通的(de)(de)奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),應(ying)用(yong)(yong)領域十分廣(guang)泛(fan)。盡管(guan)世界雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)年(nian)(nian)產(chan)量不(bu)(bu)(bu)是很高,只占世界不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)產(chan)量的(de)(de)1%,但隨著雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)局部腐(fu)蝕性(xing)能(neng)好和(he)強度高的(de)(de)優勢的(de)(de)充(chong)分利用(yong)(yong)和(he)展(zhan)現,以及(ji)有(you)目共睹的(de)(de)良好使(shi)用(yong)(yong)效(xiao)果,使(shi)其每(mei)年(nian)(nian)以17%的(de)(de)速(su)率(lv)增長著,至(zhi)2002年(nian)(nian)產(chan)量已達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(yu)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)相比,雙相不銹(xiu)鋼(gang)的優勢如下:
1. 屈服(fu)強度(du)比普通奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼高一(yi)倍(bei)多,且具有成(cheng)型需要的(de)(de)足夠的(de)(de)塑韌性。采用(yong)雙相不(bu)銹(xiu)鋼制(zhi)造儲罐或壓力容(rong)器的(de)(de)壁厚要比常用(yong)的(de)(de)奧氏體減少30-50%,有利于降低成(cheng)本。
2. 具有優異(yi)的(de)(de)耐應力(li)腐(fu)蝕(shi)破(po)裂的(de)(de)能力(li),即(ji)使是含(han)合金量最低的(de)(de)雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的(de)(de)耐應力(li)腐(fu)蝕(shi)破(po)裂的(de)(de)能力(li),尤其(qi)在含(han)筑離子的(de)(de)環境中。應力(li)腐(fu)蝕(shi)是普通類(lei)氏體不銹鋼難以解決的(de)(de)突出問題。
3. 在許(xu)多介質中(zhong)應用最普(pu)遍的(de)2205雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)優于普(pu)透的(de)316L類氏體(ti)不(bu)銹(xiu)氛,而超級雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼具有極(ji)高的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing),再一些介質中(zhong),如(ru)醋酸(suan),甲酸(suan)等甚至可(ke)以取(qu)代高合(he)金奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,乃至耐(nai)蝕(shi)合(he)金。
4. 具有良(liang)好的(de)(de)耐局部腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng),與合金含(han)量相當(dang)的(de)(de)奧(ao)氏體不銹鋼(gang)相比,它的(de)(de)甜磨損稿蝕(shi)和鼓(gu)勞腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)都(dou)優于奧(ao)氏體不銹鋼(gang)。
5. 比奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)的線(xian)膨脹系數低,和(he)碳鋼(gang)接近,適合(he)與碳鋼(gang)連接,具有(you)重(zhong)要的工程意義,如(ru)生產復合(he)板或襯(chen)里等。
6. 不論在動戴或靜載條件下,比奧氏(shi)體(ti)不每(mei)鋼具有更(geng)高的能量(liang)吸收能力(li),這對結構件應付(fu)突發事故(gu)如沖撞,露炸等(deng),雙相不銹鋼優勢明顯,有實際(ji)應用(yong)價值.
與奧氏(shi)體不銹鋼(gang)相比,雙相不銹鋼(gang)的弱勢(shi)如(ru)下:
1. 應用的普(pu)遍(bian)性(xing)與(yu)多面性(xing)不如奧(ao)氏體(ti)不銹鋼,例如其使用濕度必須控制在250攝(she)氏度以下。
2. 其塑韌性較奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼低,冷,熱加工工藝和成型(xing)性能不如奧氏(shi)體不銹(xiu)氛。
3. 存在中溫脆性(xing)區(qu),需要嚴格控制熱處理和(he)焊接的(de)工(gong)藝(yi)制度,以避免(mian)有害相的(de)出現,損害性(xing)。
與鐵素(su)體不銹(xiu)鋼相比,雙相不銹(xiu)鋼的優勢如下:
1. 綜合力學性能(neng)比鐵素(su)體不銹鋼好,尤其是型韌(ren)性,不象鐵素(su)體不銹鋼那樣對(dui)脆性敏感。
2. 除耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕性(xing)能外,其他耐(nai)局部腐蝕性(xing)能都優于(yu)鐵素體(ti)不銹鋼。
3. 冷加工工藝(yi)性能和冷成型性能遠優于鐵(tie)素體不銹鋼。
4. 焊(han)(han)接(jie)性(xing)能(neng)也(ye)遠優于鐵素體不銹鋼,一般焊(han)(han)前(qian)不需預(yu)熱,焊(han)(han)后(hou)不需熱處理。
5. 應用(yong)范圍較鐵素體不(bu)銹解寬。
與鐵素體不(bu)銹鋼相比,雙相不(bu)銹鋼的弱勢如下:
合金元素含量高(gao),價格相(xiang)對高(gao)、一般鐵素體不含鎳。
綜上所(suo)述,可以概括地看出雙相不銹鋼的(de)使(shi)用性能和工藝性能的(de)概貌(mao),它以其優(you)越的(de)力學與耐腐蝕綜合性能贏得了使(shi)用者的(de)青(qing)味(wei),已成為既節省重量又節省投資的(de)優(you)良的(de)耐蝕工程材料。