雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,DSS),指鐵素體與奧氏體各約占50%,一般較少相的含量最少也需要達到30%的不銹鋼。雙相(xiang)不銹(xiu)鋼從20世紀40年代在美國誕生以來,已經發展到第三代。它的主要特點是:屈服強度可達400~550MPa,是普通不銹鋼的2倍,因此可以節約用材,降低設備制造成本。在抗腐蝕方面,特別是介質環境比較惡劣(如海水,氯離子含量較高)的條件下,雙相不銹鋼的抗點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優于普通的奧氏體不銹鋼,可以與高合金奧氏體不銹鋼媲美。


  雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)C含量較低的情(qing)況(kuang)下,Cr含量在(zai)18%~28%,Ni含量在(zai)3%~10%。有(you)些鋼(gang)(gang)(gang)還(huan)含有(you)Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。該(gai)類鋼(gang)(gang)(gang)兼有(you)奧(ao)(ao)氏(shi)體和鐵(tie)素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的特(te)點,與鐵(tie)素體相比,塑(su)性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)更(geng)高,無(wu)室溫脆性(xing)(xing),耐(nai)晶間(jian)腐蝕性(xing)(xing)能和焊接(jie)性(xing)(xing)能均顯(xian)(xian)著提高,同(tong)時還(huan)保持(chi)有(you)鐵(tie)素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的475℃脆性(xing)(xing)以及熱導率高,具有(you)超(chao)塑(su)性(xing)(xing)等特(te)點。與奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)相比,強度高且耐(nai)晶間(jian)腐蝕和耐(nai)氯(lv)化物應(ying)力腐蝕有(you)明顯(xian)(xian)提高。雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)優良(liang)的耐(nai)孔蝕性(xing)(xing)能,也(ye)是一(yi)種節鎳(nie)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。


  奧氏體(ti)+鐵素體(ti)(雙(shuang)相)不(bu)銹鋼(gang)是指基體(ti)兼(jian)(jian)有奧氏體(ti)和鐵素體(ti)兩相組織并兼(jian)(jian)備兩者(zhe)的(de)(de)特征,一(yi)般它比(bi)奧氏體(ti)系列不(bu)銹鋼(gang)強(qiang)度高,耐腐蝕性能(neng)也更(geng)優越(yue)。但(dan)是由(you)于(yu)高溫而(er)脆(cui)化(hua),所以一(yi)般要求在大約300℃以下(xia)用。在常(chang)溫下(xia)顯(xian)示出磁性,可通過冷加(jia)工(gong)使其強(qiang)化(hua)的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)。


  成分中高Cr高N,常溫下具有奧氏體和鐵素體混合相,代表鋼種是 022Cr23Ni4MoCuN(2304)、022Cr23Ni5Mo3N(2205)、022Cr25Ni7Mo4N(2507)。


  主要特點是:在高(gao)溫(wen)下基本為鐵素(su)體(ti)組(zu)織,在冷卻至室(shi)溫(wen)時具有30%~50%鐵素(su)體(ti)+奧氏(shi)體(ti)雙相組(zu)織。屈服強度高(gao)、超強的耐點蝕、耐應力腐蝕能力,易(yi)于成形和焊接。


  由于(yu)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼具有(you)(you)兩相(xiang)組織的特點(dian),通過正確控制化學成分和熱處理工(gong)藝(yi),使雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼兼有(you)(you)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼和奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼的優(you)(you)點(dian)。它將奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼所具有(you)(you)的優(you)(you)良(liang)韌性和焊(han)接性與鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼所具有(you)(you)的較高(gao)強(qiang)度和耐氯(lv)化物(wu)應力(li)腐蝕性能結合在一(yi)起,正是這些優(you)(you)越的性能使雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼作為可焊(han)接的結構材料而迅速發展,20世紀80年代以來(lai),雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼已(yi)成為和馬(ma)氏體(ti)(ti)型(xing)、奧氏體(ti)(ti)型(xing)和鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)型(xing)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼并(bing)列的一(yi)個鋼類。


 雙(shuang)相不銹鋼有以下性能特點:


  ①. 含鉬雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)低應(ying)力(li)下有(you)良好的(de)(de)耐氯化物(wu)應(ying)力(li)腐蝕性能。一般18-8型奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)60℃以上(shang)中性氯化物(wu)溶液(ye)中容易發(fa)生應(ying)力(li)腐蝕斷(duan)裂,在(zai)微量氯化物(wu)及硫(liu)化氫工業介質中用這(zhe)類(lei)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)制造的(de)(de)熱交(jiao)換器、蒸發(fa)器等設(she)備都存(cun)在(zai)著產生應(ying)力(li)腐蝕斷(duan)裂的(de)(de)傾向,而(er)雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)卻有(you)良好的(de)(de)抵抗能力(li)。


  ②. 含(han)鉬雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼有(you)良好的耐孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)性能。在具有(you)相(xiang)同(tong)的孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)抗力當量值(PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N])時,雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼與(yu)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼的臨界孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)電位相(xiang)仿。雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼與(yu)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼耐孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)性能與(yu)AISI316L相(xiang)當。含(han)25%Cr,尤其是含(han)氮的高鉻雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的耐孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)和縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性能超(chao)過了AISI 316L。


  ③. 具(ju)有良好(hao)的(de)耐(nai)腐蝕疲勞(lao)和(he)磨損腐蝕性能。在某些腐蝕介質的(de)條件(jian)下,適(shi)用于制(zhi)作泵(beng)、閥等動力設備。


  ④. 綜合(he)力學(xue)性能好(hao)。有較高的(de)強(qiang)(qiang)度和疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度,屈服強(qiang)(qiang)度是(shi)18-8型奧氏(shi)體不銹鋼的(de)2倍。固溶態的(de)延伸率達到25%,韌性值Ak(V形槽(cao)口(kou))在100J以上。


  ⑤. 可(ke)焊(han)(han)性良好,熱(re)裂傾(qing)向小,一般焊(han)(han)前不需預(yu)熱(re),焊(han)(han)后不需熱(re)處理,可(ke)與18-8型奧氏體不銹鋼(gang)或碳鋼(gang)等(deng)異種焊(han)(han)接。


  ⑥. 含低鉻(18%Cr)的雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)熱(re)加工溫度(du)范圍比(bi)18-8型奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)寬(kuan),抗力(li)小,可不(bu)(bu)經過鍛造(zao),直接軋制開(kai)坯生產(chan)(chan)鋼(gang)(gang)板(ban)。含高(gao)鉻(25%Cr)的雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)熱(re)加工比(bi)奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)略顯困難,可以生產(chan)(chan)板(ban)、管和(he)絲(si)等(deng)產(chan)(chan)品(pin)。


  ⑦. 冷加工(gong)時比18-8型奧(ao)氏體不銹鋼(gang)加工(gong)硬(ying)化(hua)效應大,在管、板承受變(bian)形(xing)初期,需(xu)施加較大應力(li)才能(neng)變(bian)形(xing)。


  ⑧. 與奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)相比,熱導率大,線(xian)膨脹系數小,適合(he)用做(zuo)設備的(de)(de)襯里和生(sheng)產(chan)復(fu)合(he)板。也適合(he)制作熱交換(huan)器的(de)(de)管芯,換(huan)熱效率比奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)高。


  ⑨. 仍(reng)有高鉻(ge)鐵素體不(bu)銹鋼的(de)各種脆性(xing)傾向,不(bu)宜用在高于300℃的(de)工作(zuo)條件。雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼中鉻(ge)含量愈低(di),σ等脆性(xing)相(xiang)(xiang)的(de)危害(hai)性(xing)也(ye)愈小。


 雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼具有良好的焊接性能,與(yu)鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼及奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼相(xiang)比,它(ta)既不(bu)(bu)像(xiang)鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的焊接熱影響(xiang)區(qu),由于(yu)晶粒(li)嚴(yan)重粗化而使塑韌性大幅降低;也不(bu)(bu)像(xiang)奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼那樣,對焊接熱裂紋比較敏感。


 雙相不銹鋼由(you)于(yu)其特(te)殊的優點,廣泛應(ying)用于(yu)石油(you)化(hua)工設備、海水與廢水處理設備、輸油(you)輸氣(qi)管線、造紙(zhi)機械(xie)等工業領域,近年來也被研究用于(yu)橋(qiao)梁承重結(jie)構(gou)領域,具有(you)很(hen)好的發展前景(jing)。


 我國標準GB/T 20878-2007《不銹鋼和耐熱(re)鋼 牌號及化學成分》中加入了(le)許多雙相不銹鋼牌號。如 14Cr18Ni11Si4AlTi、022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多的牌號詳見標準。


 另外,著名(ming)的2205 雙相(xiang)不銹鋼相(xiang)當于我國的022Cr23Ni5Mo3N。


  雙相(xiang)不銹鋼可用于煉油(you)、化肥(fei)、造紙、石油(you)、化工等(deng)領域中耐海水、耐高溫、耐濃硝酸(suan)等(deng)的熱交換(huan)器和冷淋器及器件。


 雙相不銹(xiu)鋼(DSS)的主要代表(biao)(biao)牌(pai)號一般可分為(wei)四類(lei):低(di)合金(jin)型,代表(biao)(biao)牌(pai)號022Cr23Ni4MoCuN(2304);中合金(jin)型,代表(biao)(biao)牌(pai)號022Cr23Ni5Mo3N(2205);高合金(jin)型,代表(biao)(biao)牌(pai)號03Cr25Ni6Mo3Cu2N(225);超(chao)級雙相不銹(xiu)鋼型,標準牌(pai)號022Cr25Ni7Mo4N(2507)。


  低合金型 022Cr23Ni4MoCuN(2304)不含(han)鉬,在耐應力腐(fu)蝕方面可(ke)代替06Cr19Ni10(304)或06Cr17Ni12Mo2(316)使用。


  中合金(jin)型 022Cr23Ni5Mo3N(2204)的耐蝕(shi)性能介于022Cr17Ni12Mo2(316L)和6%Mo+N奧氏體不銹鋼之間。


  高合金型一(yi)般(ban)含25%Cr,還含有(you)鉬和(he)氮,有(you)的(de)還含銅和(he)鎢,這類(lei)鋼(gang)的(de)耐蝕性能高于22%Cr的(de)雙相不銹鋼(gang)。


 超級(ji)雙(shuang)相不銹鋼型為含高鉬和氮,有的也含鎢和銅,也適用于苛刻的介質條件,具有良好的耐腐蝕與力學綜合性能,可與超級奧氏體不銹鋼相媲美。