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(xiu)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(sui)后至60年代(dai)中期瑞(rui)典開發了著名的(de)3RE60鋼(gang),它(ta)是(shi)第一代(dai)雙相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)代(dai)表鋼(gang)種,特(te)點是(shi)超低(di)碳,含鉻(ge)量為18%,焊(han)接及成(cheng)型性能良好,廣(guang)泛代(dai)替AISI304L、316L用作耐氯離子(zi)應(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)材料,該鋼(gang)的(de)問題是(shi)在焊(han)接熱影響區易出現單相(xiang)鐵素(su)體組織,導致耐應(ying)力(li)腐蝕(shi)及晶間腐蝕(shi)性能下降。
70年代以(yi)來,隨著(zhu)二次精煉技術(shu)AOD和(he)VOD等(deng)方(fang)法的(de)(de)(de)(de)(de)出現與普及以(yi)及連鑄(zhu)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)發展,容(rong)易煉出超低碳(C≤0.03%)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼,同時發現氮(dan)(dan)(dan)作(zuo)為奧(ao)氏體形成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)對雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼有重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)(yong):在焊接接頭(tou)熱影響區快速(su)冷卻時,氮(dan)(dan)(dan)促進(jin)了高(gao)溫下形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體逆轉(zhuan)變為足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)二次奧(ao)氏體以(yi)維持必要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)平(ping)衡,提(ti)高(gao)了接頭(tou)的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕性;氮(dan)(dan)(dan)可以(yi)提(ti)高(gao)富(fu)氮(dan)(dan)(dan)奧(ao)氏體相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐孔蝕能(neng)(neng)力,與富(fu)鉻、鉬的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體相(xiang)(xiang)取得平(ping)衡,提(ti)高(gao)了材料整體的(de)(de)(de)(de)(de)耐孔蝕性能(neng)(neng);氮(dan)(dan)(dan)能(neng)(neng)減輕鉻、鎳等(deng)元(yuan)素(su)在兩(liang)相(xiang)(xiang)中分(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)差異,降(jiang)低選擇腐蝕的(de)(de)(de)(de)(de)傾(qing)向性。正是利(li)用(yong)(yong)氮(dan)(dan)(dan)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)獨(du)特效果,以(yi)及鋼中容(rong)易獲得超低碳,改進(jin)了第一(yi)代雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)缺點,從(cong)而(er)開創了第二代新型的(de)(de)(de)(de)(de)含氮(dan)(dan)(dan)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼,開發了新的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)領(ling)域。
第二代雙相不銹鋼不論是18Cr型,還是22Cr和25Cr型大多數屬(shu)于超低碳型,并且含有鉬(mu)、銅或硅等提高耐蝕性(xing)的元素(su)(su)。針對酸(suan)性(xing)油井(jing)井(jing)管(guan)(guan)及(ji)管(guan)(guan)線用(yong)鋼要求(qiu),瑞典開(kai)發出(chu)了SAF2205,此鋼種(zhong)已(yi)納(na)(na)入(ru)美國(guo)的ASTMA789和A790標(biao)準。日本有近十個(ge)廠家(jia)都(dou)在生產(chan)雙相不銹鋼。應用(yong)范圍很寬,如應用(yong)于工業用(yong)水(shui)及(ji)海水(shui)熱交換器(qi)、尿素(su)(su)高壓設備、硝(xiao)酸(suan)設備等。法國(guo)有URANUS系列(lie),英國(guo)有ZERON鑄鋼系列(lie)。德(de)國(guo)也有納(na)(na)標(biao)的系列(lie)牌號。
80年代(dai)后期發展(zhan)的超級雙(shuang)相不銹鋼(Super DSS) 是屬于第三代(dai)雙(shuang)相不銹鋼,牌號有SAF2507, UR52N+, Zeron100等,這類(lei)鋼的特點是含(han)碳(tan)量(liang)低(C0.01%~0.02%),含(han)高(gao)鉬和高(gao)氮(Mo約4%,N約0.3%),鋼中鐵素體含(han)量(liang)40%~45%,此類(lei)鋼具有優良的耐孔蝕性能,孔蝕抗力當量(liang)值 (PRE=Cr% +3.3Mo%+16N%)大(da)于40。
在國(guo)外經過幾代雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)發展(zhan)和完善(shan),至今已有包(bao)括超(chao)級雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在內的(de)(de)(de)系列牌號。雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)己是一(yi)(yi)個成(cheng)熟的(de)(de)(de),能(neng)(neng)與(yu)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)、鐵(tie)素體(ti)(ti)、奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)并列的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)類。發展(zhan)到今天,國(guo)外的(de)(de)(de)雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)無(wu)論(lun)從生產、加工制造(zao)及應用角(jiao)度來看,技術上(shang)已然(ran)比(bi)較成(cheng)熟,作為一(yi)(yi)種性能(neng)(neng)優良(liang),又能(neng)(neng)節省投(tou)資的(de)(de)(de)工程材料在一(yi)(yi)些用途上(shang)取代了(le)普通的(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),應用領(ling)域十分(fen)廣泛(fan)。盡管世(shi)界雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)年產量(liang)不(bu)(bu)(bu)(bu)是很高,只占世(shi)界不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)產量(liang)的(de)(de)(de)1%,但隨著雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)局部腐蝕性能(neng)(neng)好和強度高的(de)(de)(de)優勢(shi)的(de)(de)(de)充分(fen)利用和展(zhan)現,以(yi)及有目共睹的(de)(de)(de)良(liang)好使(shi)用效果,使(shi)其每年以(yi)17%的(de)(de)(de)速(su)率增長著,至2002年產量(liang)已達11萬噸(dun)以(yi)上(shang)。
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app免費視頻在線觀看:鐵素體不銹鋼和香蕉app免費視頻在線觀看:奧氏體不銹鋼的優點。
與奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼相比,雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的優勢如下:
1. 屈服強度比(bi)普通(tong)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)高一(yi)倍多(duo),且具有(you)成型需要的(de)(de)足夠的(de)(de)塑韌性。采用雙相不(bu)銹鋼(gang)制造儲(chu)罐(guan)或(huo)壓力容器的(de)(de)壁(bi)厚要比(bi)常用的(de)(de)奧氏體(ti)減少30-50%,有(you)利于(yu)降低成本。
2. 具(ju)有(you)優(you)異的(de)(de)(de)耐應力腐(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂(lie)的(de)(de)(de)能力,即使是含合(he)金量最低的(de)(de)(de)雙相不(bu)銹鋼(gang)(gang)也有(you)比(bi)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)更高的(de)(de)(de)耐應力腐(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂(lie)的(de)(de)(de)能力,尤其在含筑離(li)子的(de)(de)(de)環境中。應力腐(fu)蝕(shi)(shi)是普通(tong)類氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)難以解決的(de)(de)(de)突出(chu)問(wen)題。
3. 在許多介(jie)質(zhi)中應用(yong)最普遍的(de)2205雙(shuang)相不(bu)銹鋼的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)優(you)于普透的(de)316L類氏體不(bu)銹氛(fen),而超級雙(shuang)相不(bu)銹鋼具有極高(gao)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing),再(zai)一些(xie)介(jie)質(zhi)中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代(dai)高(gao)合金奧氏體不(bu)銹鋼,乃至耐蝕(shi)合金。
4. 具有(you)良好的(de)耐局部腐蝕(shi)性能,與(yu)合金含量相當的(de)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)相比,它的(de)甜磨損稿蝕(shi)和鼓勞腐蝕(shi)性能都優于奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)。
5. 比奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)的線(xian)膨(peng)脹(zhang)系數低,和碳(tan)鋼(gang)接近,適(shi)合與碳(tan)鋼(gang)連(lian)接,具有重要的工程意義(yi),如生產復(fu)合板或襯里等。
6. 不(bu)論在動(dong)戴或靜載條件下,比奧氏體不(bu)每鋼具有(you)更高的(de)能(neng)量吸(xi)收能(neng)力,這對結構件應(ying)付突(tu)發事故如沖撞,露炸等,雙相不(bu)銹鋼優勢明顯,有(you)實際應(ying)用(yong)價值.
與奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼相比(bi),雙相不銹(xiu)鋼的弱勢如下:
1. 應用的普遍性與(yu)多面性不(bu)如奧氏體不(bu)銹鋼,例如其使用濕度必(bi)須(xu)控制(zhi)在250攝氏度以下。
2. 其塑韌性(xing)較奧氏(shi)體不銹鋼低(di),冷(leng),熱加工工藝和成型性(xing)能不如奧氏(shi)體不銹氛。
3. 存在中溫脆性(xing)區(qu),需要嚴格控制(zhi)熱處(chu)理(li)和(he)焊(han)接的(de)工藝制(zhi)度,以避免(mian)有害(hai)相的(de)出現,損害(hai)性(xing)。
與鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼相比,雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)優(you)勢(shi)如(ru)下:
1. 綜合力學性(xing)(xing)能比鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)好,尤其是型韌性(xing)(xing),不象鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)那樣對脆性(xing)(xing)敏感。
2. 除耐(nai)(nai)應(ying)力(li)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能外,其他耐(nai)(nai)局部腐(fu)蝕性(xing)(xing)能都(dou)優于鐵素體(ti)不銹鋼。
3. 冷加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝性能和冷成型性能遠優(you)于鐵(tie)素體不(bu)銹鋼。
4. 焊(han)接(jie)性能也(ye)遠優(you)于鐵(tie)素體不(bu)銹鋼,一般焊(han)前不(bu)需(xu)預熱,焊(han)后不(bu)需(xu)熱處(chu)理。
5. 應用范圍較鐵素體不銹(xiu)解(jie)寬。
與鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比,雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的弱勢如下(xia):
合金元素含(han)量高,價格相對高、一般鐵素體(ti)不含(han)鎳。
綜上所(suo)述(shu),可以(yi)概(gai)括地看出(chu)雙相不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)使(shi)用性(xing)能(neng)和工藝性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)概(gai)貌,它以(yi)其(qi)優(you)越的(de)(de)(de)力(li)學與耐(nai)腐蝕綜合性(xing)能(neng)贏得了使(shi)用者的(de)(de)(de)青味,已成為既節省(sheng)重量又節省(sheng)投資的(de)(de)(de)優(you)良(liang)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕工程材料(liao)。

