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(shuang)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(tie)素體不(bu)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(ao)氏體不銹鋼(gang)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)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組(zu)織于(yu)1927年(nian)被(bei)Griffiths及(ji)Bain最先(xian)發(fa)(fa)現,20世(shi)(shi)紀30年(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)開始(shi),雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)得(de)到發(fa)(fa)展和(he)應(ying)用(yong),典型代(dai)(dai)(dai)(dai)表為(wei)(wei)(wei)法國(guo)(guo)(guo)(guo)在(zai)(zai)1935年(nian)取(qu)得(de)了(le)Uranus50 鋼(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)(de)專利(li)。時至(zhi)今日(ri)(ri)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展已經有了(le)三代(dai)(dai)(dai)(dai)歷(li)程:第(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)(dai)(dai)(dai)表是(shi)(shi)美國(guo)(guo)(guo)(guo)20世(shi)(shi)紀40年(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)開發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)329鋼(gang)(gang),接著德國(guo)(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)(guo)、蘇聯及(ji)日(ri)(ri)本都開始(shi)探究這(zhe)(zhe)類鋼(gang)(gang)種。瑞(rui)典于(yu)20世(shi)(shi)紀60年(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)中(zhong)期開發(fa)(fa)了(le)3RE60鋼(gang)(gang),主要目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)顯(xian)著增(zeng)強(qiang)(qiang)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氯化(hua)物(wu)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破(po)(po)裂能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)。第(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)含(han)C量低(di)、含(han)Cr量為(wei)(wei)(wei)18%,具有較優(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接和(he)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),被(bei)大(da)量地應(ying)用(yong)為(wei)(wei)(wei)抗(kang)(kang)氯化(hua)物(wu)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破(po)(po)裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao);其缺點是(shi)(shi)在(zai)(zai)焊(han)接狀態下(xia),因為(wei)(wei)(wei)鐵素體(ti)(ti)(ti)含(han)量高(gao),導致(zhi)焊(han)縫熱影響區韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)下(xia)降(jiang),并且耐應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破(po)(po)裂性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)耐晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比于(yu)基體(ti)(ti)(ti)金屬較弱(ruo)。因而第(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際運(yun)用(yong)被(bei)局(ju)限在(zai)(zai)非焊(han)接狀態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件下(xia)。第(di)(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)以(yi)阿維斯(si)塔-波拉里(li)特(te)公(gong)司研(yan)究出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)LDX2101為(wei)(wei)(wei)代(dai)(dai)(dai)(dai)表,這(zhe)(zhe)類鋼(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點:一是(shi)(shi)大(da)多(duo)數都是(shi)(shi)超(chao)低(di)碳(tan)型,并且含(han)有增(zeng)強(qiang)(qiang)抗(kang)(kang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Mo(鉬)、Cu(銅)及(ji)Si(錫)等(deng)元(yuan)素;二(er)是(shi)(shi)含(han)N(氮)元(yuan)素,N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入降(jiang)低(di)了(le)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本,減少了(le)Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong),N作為(wei)(wei)(wei)奧氏體(ti)(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)夠提升富N奧氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li),并且可(ke)與富Cr、Mo元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)獲得(de)平(ping)衡,進而增(zeng)強(qiang)(qiang)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)抗(kang)(kang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li),此外,N還能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)降(jiang)低(di)元(yuan)素Cr、Ni等(deng)在(zai)(zai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和(he)γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異,進而降(jiang)低(di)DSS發(fa)(fa)生選擇(ze)性(xing)(xing)(xing)(xing)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)(xing)(xing)。第(di)(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)些特(te)點性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)促進了(le)瑞(rui)典、日(ri)(ri)本、法國(guo)(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)(guo)及(ji)德國(guo)(guo)(guo)(guo)等(deng)國(guo)(guo)(guo)(guo)家開始(shi)發(fa)(fa)展第(di)(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。第(di)(di)三代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)以(yi)SAF2507、UR52N+、Zeron100等(deng)鋼(gang)(gang)種為(wei)(wei)(wei)代(dai)(dai)(dai)(dai)表,該類鋼(gang)(gang)發(fa)(fa)展在(zai)(zai)20世(shi)(shi)紀80年(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)后期稱為(wei)(wei)(wei)超(chao)級(ji)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(Super DSS),其特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)含(han)C量只有0.01%~0.02%、含(han)Mo約4%、含(han)N約0.3%、含(han)鐵素體(ti)(ti)(ti)40%~45%,孔蝕(shi)(shi)(shi)(shi)當(dang)量(PREN)大(da)于(yu)40,其抗(kang)(kang)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)較優(you)。在(zai)(zai)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo),雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展以(yi)北(bei)京鋼(gang)(gang)鐵研(yan)究總院于(yu)20世(shi)(shi)紀70年(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)中(zhong)期開始(shi)研(yan)究發(fa)(fa)展DSS為(wei)(wei)(wei)標志,我國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)00Cr18Ni5Mo3Si2已經被(bei)收(shou)錄于(yu)國(guo)(guo)(guo)(guo)家標準GB 3280、GB 1220、GB 4237.近年(nian)來,我國(guo)(guo)(guo)(guo)又成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)功研(yan)制了(le)新型稀土(tu)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),這(zhe)(zhe)一舉措在(zai)(zai)很大(da)程度上增(zeng)強(qiang)(qiang)了(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、工藝(yi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)及(ji)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。韓(han)國(guo)(guo)(guo)(guo)于(yu)20世(shi)(shi)紀90年(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)發(fa)(fa)布了(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(專利(li)申請號:96190623),其抗(kang)(kang)高(gao)溫氧(yang)化(hua)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)、熱塑(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)、沖擊韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)及(ji)抗(kang)(kang)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)都較優(you)。國(guo)(guo)(guo)(guo)內外雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)典型牌號及(ji)化(hua)學成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分如表1.4所列。


表4.jpg