以不銹性、耐蝕性為主要特性,且鉻的質量分數至少為10.5%, 碳的質量分數最大不超過1.2%,基體兼有奧氏體和鐵素體兩相組織(其中較少相的含量一般大于15%),有磁性,可通過冷加工使其強化的不銹鋼，稱為奧氏體-鐵素體(雙相)型不銹鋼。由于奧氏體相的存在,降低了高鉻鐵素體的脆性,防止了晶粒長大的傾向,提高了鋼的韌性；由于鐵素體的存在，雙相不(bu)銹鋼(gang)對晶間腐蝕敏感小,具有優良的耐晶間腐蝕性能,而且其耐應力腐蝕開裂性能,隨鐵素體含量的增加而提高,但過高的鐵素體含量,會顯示出高鉻鐵素體不銹(xiu)鋼的一些缺點。雙相不銹鋼的性能,同鐵素體和奧氏體相的平衡比例有很大的關系,而兩相的比例在很大程度上取決于鋼的化學成分和熱處理溫度等因素。
借助于鉻-鎳當量圖可以大致確定某種鋼的組織以及雙相不銹(xiu)鋼管(guan)中兩相的比例,見圖7-1。
鋼鐵素(su)體形成元素(su)折(zhe)合(he)成鉻的作(zuo)(zuo)用(yong),奧氏體形成元素(su)折(zhe)合(he)成鎳(nie)的作(zuo)(zuo)用(yong)。該圖適用(yong)于(yu) Cr-Ni 系,
其中: 鉻當量(liang)=w(Cr)+w(Mo)+1.5w(Si)+0.5w(Nb)
鎳當量=w(Ni)+30w(C)+0.5w(Mn)+30w(N)
從以(yi)上(shang)兩式中可以(yi)看出(chu),碳和(he)氮形成(cheng)的(de)(de)影響較鎳(nie)(nie)強(qiang),為鎳(nie)(nie)的(de)(de)30倍;硅形成(cheng)a的(de)(de)影響較鉻強(qiang),為鉻的(de)(de)1.5倍。從圖7-1可以(yi)查出(chu)鋼中兩相的(de)(de)比例。設鋼具有如下成(cheng)分:w(C)=0.1%,w(Mn)=2.0%,w(Si)=0.75%,w(Cr)=19.5%,w(Ni) =9.6%,w(Nb)=0.8%w(Mo)=1.5%。
此種情況下, 鎳的(de)當(dang)量為:w(Ni)+30w(C)+0.5w(Mn)+0.5w(Nb)=9.6%+30×0.1%+0.5×2% +0.5×0.8% = 14%
鉻的當量為:w(Cr) +w(Mo)+1.5w(Si)+0.5w(Nb)=19.5%+1.5%+1.5×0.75% +0.5×0.8% = 22.525%
此種鋼的成分用小圓圈標明在圖7-1中,它是組織為帶有少量鐵素體的奧氏體不(bu)銹鋼。
當(dang)w(Cr)=28%,鎳當(dang)量為12%時,鋼中(zhong)的組織(zhi)即為含(han)(han)鐵素(su)體80%、含(han)(han)奧氏體20%的雙相組織(zhi)。
雙相不(bu)銹(xiu)鋼管具有優良的焊接性能,焊前不需預熱,焊后一般也不需要熱處理,均不會出現焊接裂縫。若鐵素體比例很大,也有可能出現475℃脆化現象;高鉻鐵素體-奧氏體不銹鋼中將產生顯著的相脆化現象。在焊接時最好采用雙相不銹鋼焊條,從而能夠避免冷卻時形成裂紋。在使用條件較為苛刻的腐蝕介質環境中,焊后最好再進行一次固溶處理。
奧氏體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼的鑄造性能良(liang)好(hao)。實踐證(zheng)明,正確地(di)控制鋼液中的氫含量是獲得致(zhi)密(mi)鑄件的關(guan)鍵之一。
奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)-鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼管的(de)(de)熱塑性(xing)比奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼管差，因此(ci)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼的(de)(de)鍛造(zao)性(xing)能差。這是因為奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)與鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)形(xing)變不同(tong),受外(wai)力(li)作用時,8鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)與奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)變形(xing)程度(du)不均勻,產生了(le)附加應力(li),并降低了(le)晶粒間(jian)的(de)(de)結(jie)合力(li)。此(ci)外(wai),鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)在大約950℃以下(xia)保(bao)溫,有析出(chu)相(xiang)(xiang)等(deng)脆化相(xiang)(xiang)的(de)(de)危險,從(cong)而降低了(le)鋼的(de)(de)塑性(xing),導致(zhi)變形(xing)困難。因此(ci),在鍛造(zao)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)-鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼的(de)(de)鍛件(jian)時,必須嚴格控制鍛造(zao)工藝,并且在開(kai)始1~2次鍛造(zao)時,變形(xing)量不宜太(tai)大,只(zhi)需輕輕鍛打。
雙(shuang)相不銹鋼的鍛造工藝規范是(shi),始鍛溫度為1100~1150℃,終鍛溫度≥950°C。
雙(shuang)相不(bu)銹鋼的(de)切削性能(neng)與(yu)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼相當。
雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)能，主要取(qu)決于(yu)鈍化元(yuan)素的(de)(de)含(han)量(liang)及其在(zai)兩相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)分(fen)配。一般來說,雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管耐(nai)(nai)蝕性(xing)，大體上同鉻(ge)含(han)量(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)當的(de)(de)高(gao)鉻(ge)鐵素體型或鉻(ge)鎳奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang) 接近,并受(shou)相(xiang)(xiang)(xiang)比例的(de)(de)左右。有(you)些鋼(gang)(gang)種(zhong)(如022Cr26Ni6Mo2N 鋼(gang)(gang)、022Cr22Ni5Mo3N、06Cr17Mn13Mo2N、ZG07Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N等)在(zai)濃硝酸(suan)、稀鹽酸(suan)、中(zhong)等濃度的(de)(de)硫酸(suan)、磷酸(suan)、醋酸(suan)和尿(niao)素工藝介質(zhi)中(zhong),雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)比普通的(de)(de)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)具有(you)更優越的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)。
雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管具有(you)(you)(you)優良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能,其性(xing)能優于奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。這與(yu)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)鋼(gang)中存在(zai)均(jun)勻分(fen)布的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)有(you)(you)(you)關。雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)產生晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)程度與(yu)兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例也有(you)(you)(you)關。當鐵素(su)體(ti)(ti)量不(bu)(bu)(bu)(bu)大(da)(da)時,相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)以孤島狀被(bei)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)晶(jing)粒所(suo)包圍,即使(shi)被(bei)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)也因(yin)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互未能連續成(cheng)(cheng)網(wang)絡而不(bu)(bu)(bu)(bu)致于造成(cheng)(cheng)更大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)危(wei)險(xian)。隨著彌(mi)散鐵素(su)體(ti)(ti)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)、晶(jing)界總面積(ji)的(de)(de)(de)(de)提高(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對降低了晶(jing)間(jian)碳化物析(xi)出濃度)和鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界及其內側能夠吸收更多(duo)的(de)(de)(de)(de)碳化物,當達(da)到一(yi)定的(de)(de)(de)(de)極限x相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)含(han)(han)量以上時,可以消除晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)傾向。但是(shi)當鐵素(su)體(ti)(ti)含(han)(han)量過多(duo),呈(cheng)連續網(wang)絡狀分(fen)布,則其抗晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能力(li)變差(cha)。因(yin)此,控制適宜的(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)例、防止相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)聚集(ji)長大(da)(da)和采(cai)取正確的(de)(de)(de)(de)熱處理工藝是(shi)十分(fen)重要的(de)(de)(de)(de)。與(yu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比(bi),奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)-鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有(you)(you)(you)更高的(de)(de)(de)(de)耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂(lie)性(xing)能。雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂(lie)性(xing)能,會隨著鐵素(su)體(ti)(ti)含(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)而提高,在(zai)約含(han)(han)50%鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對斷裂(lie)敏感性(xing)最小。過多(duo)的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)含(han)(han)量,會顯示高鉻鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)所(suo)具有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)缺(que)點。
雙相不銹鋼(gang)管耐氯化物應力腐蝕開裂(lie)性能,在高應力下(xia)與奧氏體不銹鋼(gang)相同(tong),短時間內(nei)即產生裂(lie)紋,在低應力下(xia)壽命較長,顯示出一定的優越性。
雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管的(de)強度,特別是屈服(fu)強度顯著提高,與18-8型奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比是其兩倍(bei)。采用雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)制造的(de)容器的(de)壁厚(hou)比奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)減少(shao)30%~50%,降低了生(sheng)產成(cheng)本。
雙相不銹鋼管優越的(de)力學性能和耐(nai)腐(fu)蝕的(de)綜合(he)性能,為其在石化設備(bei)、造船(chuan)等行業開拓了(le)廣闊的(de)應用前(qian)景。
