雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,DSS)為一類同時具有鐵素體α相及奧氏體γ相兩種顯微組織的鋼種,在固溶組織中兩相的相比例約為1:1,且通常情況下要求這兩相中量少相的含量不低于30%。雙相不銹鋼的性能特點是抗蝕能力較優、強度高且加工性能較佳。與鐵素體(ti)不銹鋼相比,雙相不銹鋼的塑性、韌性、焊接性能及抗晶間腐蝕性能都顯著增強,此外其還擁有鐵素體不銹鋼高的導熱系數、475℃脆性及超塑性等性能特點;與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼有較高的強度,較優的抗腐蝕疲勞、抗晶間腐蝕以及氯化物應卡聯蝕破裂特性。這些性能特點使雙相不銹鋼對結構件意外事故(如爆炸、沖撞等)的應付具有實際使用價值,所以雙相不銹鋼材料發展迅速且被廣泛地應用在造紙、石油開采、海洋運輸、軍事以及化工等領域,同時也引發了科研工作者對雙相不銹鋼的關注。


 雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組織(zhi)于(yu)1927年(nian)被(bei)Griffiths及(ji)Bain最先發現,20世(shi)(shi)紀(ji)30年(nian)代(dai)(dai)(dai)開始,雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)得(de)到(dao)發展(zhan)(zhan)和(he)應(ying)(ying)用(yong)(yong),典(dian)(dian)型(xing)代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)為(wei)法(fa)國(guo)在(zai)(zai)(zai)1935年(nian)取得(de)了(le)(le)Uranus50 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)專(zhuan)利。時至(zhi)今日(ri)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)已(yi)(yi)經有(you)了(le)(le)三代(dai)(dai)(dai)歷程:第(di)一代(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)是(shi)美國(guo)20世(shi)(shi)紀(ji)40年(nian)代(dai)(dai)(dai)開發的(de)(de)(de)329鋼(gang)(gang)(gang)(gang),接(jie)著(zhu)德(de)國(guo)、英國(guo)、蘇聯及(ji)日(ri)本(ben)都開始探(tan)究(jiu)這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)。瑞(rui)典(dian)(dian)于(yu)20世(shi)(shi)紀(ji)60年(nian)代(dai)(dai)(dai)中期(qi)開發了(le)(le)3RE60鋼(gang)(gang)(gang)(gang),主要目(mu)的(de)(de)(de)是(shi)顯著(zhu)增強雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)抗(kang)氯化(hua)物應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)破裂(lie)(lie)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)。第(di)一代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)含C量低(di)(di)、含Cr量為(wei)18%,具有(you)較(jiao)優的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)和(he)成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),被(bei)大量地應(ying)(ying)用(yong)(yong)為(wei)抗(kang)氯化(hua)物應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)破裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)材(cai)料;其缺點是(shi)在(zai)(zai)(zai)焊(han)接(jie)狀態下(xia),因(yin)(yin)為(wei)鐵(tie)素(su)(su)體含量高(gao),導致(zhi)焊(han)縫熱影響區韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)下(xia)降(jiang),并且耐應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)破裂(lie)(lie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)耐晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比于(yu)基體金(jin)屬較(jiao)弱。因(yin)(yin)而(er)第(di)一代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)實際運(yun)用(yong)(yong)被(bei)局(ju)限(xian)在(zai)(zai)(zai)非焊(han)接(jie)狀態的(de)(de)(de)條(tiao)件下(xia)。第(di)二(er)(er)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)以阿維斯塔(ta)-波拉里特(te)公司(si)研(yan)究(jiu)出的(de)(de)(de)LDX2101為(wei)代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao),這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)特(te)點:一是(shi)大多數都是(shi)超低(di)(di)碳(tan)型(xing),并且含有(you)增強抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)Mo(鉬)、Cu(銅)及(ji)Si(錫)等元(yuan)(yuan)素(su)(su);二(er)(er)是(shi)含N(氮)元(yuan)(yuan)素(su)(su),N的(de)(de)(de)加入(ru)降(jiang)低(di)(di)了(le)(le)材(cai)料的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben),減(jian)少(shao)了(le)(le)Ni的(de)(de)(de)使用(yong)(yong),N作為(wei)奧氏(shi)(shi)體形成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)夠提(ti)升富(fu)N奧氏(shi)(shi)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)抗(kang)點蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li),并且可與(yu)富(fu)Cr、Mo元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)獲得(de)平(ping)衡,進而(er)增強雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li),此外,N還能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)降(jiang)低(di)(di)元(yuan)(yuan)素(su)(su)Cr、Ni等在(zai)(zai)(zai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和(he)γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中的(de)(de)(de)差異,進而(er)降(jiang)低(di)(di)DSS發生選擇性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)可能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。第(di)二(er)(er)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)這(zhe)些特(te)點性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)促進了(le)(le)瑞(rui)典(dian)(dian)、日(ri)本(ben)、法(fa)國(guo)、英國(guo)及(ji)德(de)國(guo)等國(guo)家開始發展(zhan)(zhan)第(di)二(er)(er)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。第(di)三代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)以SAF2507、UR52N+、Zeron100等鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)為(wei)代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao),該類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)發展(zhan)(zhan)在(zai)(zai)(zai)20世(shi)(shi)紀(ji)80年(nian)代(dai)(dai)(dai)后期(qi)稱為(wei)超級雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(Super DSS),其特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)含C量只有(you)0.01%~0.02%、含Mo約4%、含N約0.3%、含鐵(tie)素(su)(su)體40%~45%,孔蝕(shi)當量(PREN)大于(yu)40,其抗(kang)蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)較(jiao)優。在(zai)(zai)(zai)中國(guo),雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)以北京鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)研(yan)究(jiu)總院于(yu)20世(shi)(shi)紀(ji)70年(nian)代(dai)(dai)(dai)中期(qi)開始研(yan)究(jiu)發展(zhan)(zhan)DSS為(wei)標志,我國(guo)的(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)00Cr18Ni5Mo3Si2已(yi)(yi)經被(bei)收錄于(yu)國(guo)家標準GB 3280、GB 1220、GB 4237.近年(nian)來(lai),我國(guo)又成(cheng)功研(yan)制了(le)(le)新型(xing)稀土雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),這(zhe)一舉措在(zai)(zai)(zai)很大程度上增強了(le)(le)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)力(li)(li)(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、工藝性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)及(ji)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。韓國(guo)于(yu)20世(shi)(shi)紀(ji)90年(nian)代(dai)(dai)(dai)發布(bu)了(le)(le)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(專(zhuan)利申請號:96190623),其抗(kang)高(gao)溫氧化(hua)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)、熱塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、沖擊韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)及(ji)抗(kang)蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)都較(jiao)優。國(guo)內(nei)外雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)典(dian)(dian)型(xing)牌號及(ji)化(hua)學成(cheng)分(fen)如表(biao)(biao)1.4所列。


表4.jpg