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(hou)至60年代中期瑞典開發了著名的(de)3RE60鋼,它是(shi)第一代雙相不(bu)銹鋼的(de)代表鋼種(zhong),特點(dian)是(shi)超低碳,含鉻量為18%,焊接(jie)及(ji)成型(xing)性能(neng)(neng)良好,廣泛代替(ti)AISI304L、316L用作耐(nai)氯離子應力腐蝕的(de)材料,該(gai)鋼的(de)問題是(shi)在焊接(jie)熱影(ying)響區易出現單相鐵素體組(zu)織,導致耐(nai)應力腐蝕及(ji)晶間腐蝕性能(neng)(neng)下降(jiang)。
70年代以來,隨著二次(ci)精煉技(ji)術(shu)AOD和VOD等(deng)方法的(de)(de)出(chu)現與(yu)普及(ji)以及(ji)連鑄技(ji)術(shu)的(de)(de)發(fa)展(zhan),容易煉出(chu)超低碳(C≤0.03%)的(de)(de)鋼(gang)(gang),同時發(fa)現氮作為奧氏體形成(cheng)(cheng)元(yuan)素對雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)有(you)重(zhong)要作用(yong):在(zai)焊接接頭(tou)熱影響區快速冷卻時,氮促(cu)進了(le)高溫下(xia)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)鐵素體逆(ni)轉變為足夠的(de)(de)二次(ci)奧氏體以維持必要的(de)(de)相(xiang)平衡,提高了(le)接頭(tou)的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing);氮可以提高富氮奧氏體相(xiang)的(de)(de)耐孔蝕(shi)能力,與(yu)富鉻(ge)、鉬(mu)的(de)(de)鐵素體相(xiang)取得(de)平衡,提高了(le)材料整(zheng)體的(de)(de)耐孔蝕(shi)性(xing)能;氮能減輕鉻(ge)、鎳等(deng)元(yuan)素在(zai)兩相(xiang)中分布(bu)的(de)(de)差異,降低選擇腐蝕(shi)的(de)(de)傾(qing)向(xiang)性(xing)。正(zheng)是利用(yong)氮元(yuan)素的(de)(de)獨特效果,以及(ji)鋼(gang)(gang)中容易獲(huo)得(de)超低碳,改進了(le)第一代雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)缺點,從而開創了(le)第二代新型的(de)(de)含氮雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang),開發(fa)了(le)新的(de)(de)應用(yong)領域。
第二代(dai)雙相不銹鋼(gang)(gang)不論是(shi)18Cr型(xing),還是(shi)22Cr和25Cr型(xing)大(da)多數屬(shu)于超低碳(tan)型(xing),并且含有(you)(you)(you)鉬、銅或硅等提高耐蝕(shi)性(xing)的(de)元(yuan)素。針(zhen)對酸(suan)性(xing)油井(jing)井(jing)管及(ji)管線用(yong)鋼(gang)(gang)要求,瑞(rui)典開發出了SAF2205,此鋼(gang)(gang)種已納(na)入美(mei)國(guo)(guo)的(de)ASTMA789和A790標(biao)準(zhun)。日本(ben)有(you)(you)(you)近(jin)十個廠(chang)家都在生產雙相不銹鋼(gang)(gang)。應(ying)用(yong)范(fan)圍很寬,如應(ying)用(yong)于工業用(yong)水(shui)(shui)及(ji)海水(shui)(shui)熱(re)交換器、尿素高壓設備(bei)、硝酸(suan)設備(bei)等。法(fa)國(guo)(guo)有(you)(you)(you)URANUS系列,英國(guo)(guo)有(you)(you)(you)ZERON鑄鋼(gang)(gang)系列。德國(guo)(guo)也有(you)(you)(you)納(na)標(biao)的(de)系列牌號。
80年代(dai)(dai)后期(qi)發展的超(chao)級雙相不銹鋼(gang)(Super DSS) 是屬于第(di)三代(dai)(dai)雙相不銹鋼(gang),牌(pai)號有SAF2507, UR52N+, Zeron100等,這類鋼(gang)的特點是含(han)碳量低(di)(C0.01%~0.02%),含(han)高鉬(mu)和(he)高氮(Mo約4%,N約0.3%),鋼(gang)中鐵(tie)素體含(han)量40%~45%,此(ci)類鋼(gang)具有優良的耐孔蝕性能,孔蝕抗力當量值(zhi) (PRE=Cr% +3.3Mo%+16N%)大(da)于40。
在(zai)國外經過幾代(dai)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)發(fa)展(zhan)和(he)完善,至(zhi)今已(yi)有包括超級(ji)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)內的(de)(de)系列(lie)牌(pai)號。雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)己是一個(ge)成熟(shu)的(de)(de),能(neng)(neng)與馬(ma)氏體(ti)、鐵素體(ti)、奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)并列(lie)的(de)(de)鋼(gang)(gang)類。發(fa)展(zhan)到今天,國外的(de)(de)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)無論從生產(chan)(chan)、加工(gong)制造及應用(yong)(yong)角度來看,技(ji)術上(shang)已(yi)然比(bi)較成熟(shu),作為一種性(xing)能(neng)(neng)優(you)良,又能(neng)(neng)節省投資的(de)(de)工(gong)程材料在(zai)一些用(yong)(yong)途上(shang)取代(dai)了普通的(de)(de)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang),應用(yong)(yong)領域十(shi)分(fen)廣泛。盡管世界雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)年產(chan)(chan)量(liang)不是很(hen)高,只(zhi)占世界不銹(xiu)鋼(gang)(gang)產(chan)(chan)量(liang)的(de)(de)1%,但(dan)隨(sui)著雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)局部腐蝕性(xing)能(neng)(neng)好和(he)強度高的(de)(de)優(you)勢的(de)(de)充分(fen)利用(yong)(yong)和(he)展(zhan)現,以(yi)及有目共睹的(de)(de)良好使用(yong)(yong)效果,使其(qi)每年以(yi)17%的(de)(de)速率增長著,至(zhi)2002年產(chan)(chan)量(liang)已(yi)達(da)11萬噸以(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91香蕉視頻app:鐵素體不銹鋼和91香蕉視頻app:奧氏體不銹鋼的優點。
與奧氏體不銹鋼相比,雙(shuang)相不銹鋼的優勢(shi)如下(xia):
1. 屈(qu)服強度(du)比(bi)普通奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼高一倍多,且(qie)具有成型需要(yao)的(de)足夠(gou)的(de)塑韌性。采用雙相不銹鋼制造(zao)儲(chu)罐或壓力(li)容器的(de)壁厚要(yao)比(bi)常用的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)減少30-50%,有利(li)于降低成本。
2. 具有優異的(de)(de)耐應力(li)腐蝕破(po)裂的(de)(de)能力(li),即使是含合金量(liang)最低(di)的(de)(de)雙相不銹鋼也有比(bi)奧氏體不銹鋼更高(gao)的(de)(de)耐應力(li)腐蝕破(po)裂的(de)(de)能力(li),尤其在含筑離(li)子(zi)的(de)(de)環境中。應力(li)腐蝕是普通類(lei)氏體不銹鋼難以解決的(de)(de)突出問題。
3. 在許多介質中應用最普遍的(de)(de)2205雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)耐腐蝕性(xing)優于(yu)普透的(de)(de)316L類氏體不(bu)銹(xiu)氛,而超級雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼具(ju)有極高的(de)(de)耐腐蝕性(xing),再一(yi)些介質中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代(dai)高合金奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼,乃至耐蝕合金。
4. 具有(you)良(liang)好的(de)(de)耐局部(bu)腐(fu)蝕性能,與合金(jin)含量相(xiang)當的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼相(xiang)比(bi),它的(de)(de)甜磨損稿(gao)蝕和鼓勞(lao)腐(fu)蝕性能都優于(yu)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼。
5. 比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數低,和(he)碳鋼接近,適合與碳鋼連接,具有重要的工程意義,如生產復合板或(huo)襯里等(deng)。
6. 不論在動戴或靜載條件下(xia),比(bi)奧氏體(ti)不每(mei)鋼(gang)具有(you)(you)更高的能量吸(xi)收能力,這對(dui)結構(gou)件應付突發事故(gu)如沖撞,露炸等,雙相不銹鋼(gang)優勢明(ming)顯,有(you)(you)實際應用價值.
與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的弱(ruo)勢(shi)如下(xia):
1. 應用的(de)普遍性(xing)(xing)與(yu)多面性(xing)(xing)不如奧氏(shi)體不銹鋼,例如其(qi)使用濕度必須控制(zhi)在250攝氏(shi)度以下。
2. 其塑韌性(xing)(xing)較奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)低(di),冷,熱加工(gong)工(gong)藝和成(cheng)型性(xing)(xing)能不(bu)如奧氏體不(bu)銹(xiu)氛(fen)。
3. 存在(zai)中溫脆性(xing)區,需要嚴格控(kong)制熱(re)處理和焊接的工藝制度,以避免有害相的出現,損害性(xing)。
與鐵素體不(bu)銹鋼相(xiang)比(bi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼的(de)優勢如下:
1. 綜合力學性能比鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼好,尤其(qi)是型韌性,不(bu)象鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼那(nei)樣對脆性敏(min)感。
2. 除耐應力腐蝕性(xing)能外,其他耐局部腐蝕性(xing)能都優于鐵素體(ti)不(bu)銹鋼。
3. 冷加(jia)工(gong)工(gong)藝性(xing)能和冷成(cheng)型性(xing)能遠優于鐵素體不銹鋼。
4. 焊(han)接性(xing)能也遠優于鐵素體不(bu)銹鋼,一般焊(han)前(qian)不(bu)需預熱,焊(han)后不(bu)需熱處理(li)。
5. 應用范圍較鐵素體不銹解(jie)寬。
與鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼相比,雙相不銹(xiu)鋼的(de)弱勢如下:
合金元素含(han)量高,價格(ge)相對高、一般(ban)鐵素體不含(han)鎳。
綜上所述(shu),可以概(gai)括地(di)看出(chu)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼的使(shi)用(yong)性能和工藝(yi)性能的概(gai)貌,它以其優越的力(li)學與耐腐蝕綜合性能贏得了使(shi)用(yong)者的青味,已成為既節省(sheng)重量又節省(sheng)投資的優良的耐蝕工程材料。