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。
隨后至(zhi)60年代(dai)中期瑞典開發了著(zhu)名的3RE60鋼(gang),它是第一代(dai)雙相不(bu)銹鋼(gang)的代(dai)表鋼(gang)種,特點(dian)是超低碳(tan),含鉻量為18%,焊接(jie)及成型性能(neng)良好,廣泛(fan)代(dai)替AISI304L、316L用作(zuo)耐氯離子應(ying)力腐(fu)(fu)蝕的材料,該(gai)鋼(gang)的問題是在(zai)焊接(jie)熱影響區(qu)易出現單相鐵素體組織,導(dao)致(zhi)耐應(ying)力腐(fu)(fu)蝕及晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕性能(neng)下(xia)降。
70年代(dai)(dai)以(yi)來,隨著二次精(jing)煉技術(shu)AOD和VOD等方法的(de)(de)出現與(yu)普及以(yi)及連鑄技術(shu)的(de)(de)發(fa)(fa)展,容易(yi)煉出超低(di)碳(C≤0.03%)的(de)(de)鋼(gang),同時發(fa)(fa)現氮(dan)作為奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)形(xing)成元素對雙相(xiang)不銹鋼(gang)有(you)重要(yao)(yao)作用(yong):在焊接接頭熱(re)影響區快速冷(leng)卻時,氮(dan)促進(jin)了(le)(le)高溫下(xia)形(xing)成的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)逆轉(zhuan)變為足夠的(de)(de)二次奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)以(yi)維持(chi)必要(yao)(yao)的(de)(de)相(xiang)平衡(heng),提(ti)(ti)高了(le)(le)接頭的(de)(de)耐(nai)蝕性;氮(dan)可以(yi)提(ti)(ti)高富(fu)氮(dan)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)的(de)(de)耐(nai)孔蝕能(neng)力,與(yu)富(fu)鉻、鉬的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)相(xiang)取得(de)平衡(heng),提(ti)(ti)高了(le)(le)材料整體(ti)的(de)(de)耐(nai)孔蝕性能(neng);氮(dan)能(neng)減(jian)輕鉻、鎳(nie)等元素在兩(liang)相(xiang)中分布的(de)(de)差異,降低(di)選擇腐蝕的(de)(de)傾(qing)向性。正(zheng)是利用(yong)氮(dan)元素的(de)(de)獨特效果(guo),以(yi)及鋼(gang)中容易(yi)獲得(de)超低(di)碳,改進(jin)了(le)(le)第一代(dai)(dai)雙相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)(de)缺點,從而開(kai)創(chuang)了(le)(le)第二代(dai)(dai)新型的(de)(de)含氮(dan)雙相(xiang)不銹鋼(gang),開(kai)發(fa)(fa)了(le)(le)新的(de)(de)應用(yong)領域。
第二代雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)不論是(shi)18Cr型,還是(shi)22Cr和25Cr型大多數屬于超低碳型,并(bing)且含有(you)鉬、銅或(huo)硅等(deng)提(ti)高(gao)耐蝕性的(de)元素。針對酸性油井井管及管線用(yong)鋼(gang)(gang)要求,瑞典(dian)開發出了SAF2205,此鋼(gang)(gang)種(zhong)已納(na)入美國(guo)(guo)的(de)ASTMA789和A790標準。日(ri)本有(you)近十個廠家都在(zai)生產雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)。應用(yong)范圍(wei)很寬(kuan),如應用(yong)于工業用(yong)水(shui)及海水(shui)熱交換器、尿素高(gao)壓設(she)備、硝酸設(she)備等(deng)。法(fa)國(guo)(guo)有(you)URANUS系列,英(ying)國(guo)(guo)有(you)ZERON鑄(zhu)鋼(gang)(gang)系列。德國(guo)(guo)也有(you)納(na)標的(de)系列牌號。
80年代(dai)后期發(fa)展的(de)超級雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(Super DSS) 是屬于第三(san)代(dai)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),牌號有SAF2507, UR52N+, Zeron100等,這類鋼(gang)(gang)(gang)的(de)特點是含碳量低(C0.01%~0.02%),含高鉬和高氮(Mo約(yue)4%,N約(yue)0.3%),鋼(gang)(gang)(gang)中鐵(tie)素(su)體(ti)含量40%~45%,此類鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有優良的(de)耐(nai)孔蝕(shi)性(xing)能,孔蝕(shi)抗力(li)當(dang)量值 (PRE=Cr% +3.3Mo%+16N%)大(da)于40。
在(zai)國外經過幾代雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)和完(wan)善,至今(jin)已有(you)包(bao)括超(chao)級雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)內的(de)(de)(de)系列牌號(hao)。雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)己(ji)是一個成(cheng)(cheng)熟的(de)(de)(de),能與馬(ma)氏(shi)體、鐵素體、奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)并(bing)列的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)類。發(fa)展(zhan)(zhan)到今(jin)天(tian),國外的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)無論從(cong)生產(chan)、加工(gong)制造(zao)及(ji)應用(yong)(yong)角度來看,技(ji)術上(shang)已然比較成(cheng)(cheng)熟,作(zuo)為一種性能優良(liang),又能節(jie)省投資(zi)的(de)(de)(de)工(gong)程材料在(zai)一些(xie)用(yong)(yong)途上(shang)取代了普通的(de)(de)(de)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),應用(yong)(yong)領域(yu)十分廣泛。盡管世(shi)界雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)年產(chan)量(liang)不(bu)是很高,只占世(shi)界不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)產(chan)量(liang)的(de)(de)(de)1%,但隨著(zhu)雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)局部(bu)腐蝕性能好(hao)和強(qiang)度高的(de)(de)(de)優勢的(de)(de)(de)充分利用(yong)(yong)和展(zhan)(zhan)現,以及(ji)有(you)目共睹的(de)(de)(de)良(liang)好(hao)使(shi)用(yong)(yong)效果(guo),使(shi)其每年以17%的(de)(de)(de)速率增長著(zhu),至2002年產(chan)量(liang)已達11萬噸以上(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兼有香蕉視頻app下載蘋果版:鐵素體不銹鋼和香蕉視頻app下載蘋果版:奧氏體不銹鋼的優點。
與奧氏(shi)體(ti)不銹鋼相(xiang)比,雙相(xiang)不銹鋼的(de)優勢如下:
1. 屈服(fu)強度比普(pu)通(tong)奧(ao)(ao)氏體不銹鋼高一倍多(duo),且具有成型需要(yao)的(de)足夠的(de)塑韌性。采用(yong)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼制造(zao)儲罐或(huo)壓力(li)容器的(de)壁厚要(yao)比常用(yong)的(de)奧(ao)(ao)氏體減少30-50%,有利于降(jiang)低成本。
2. 具有優異的耐(nai)應力(li)腐蝕破(po)裂的能力(li),即使是含合金(jin)量最(zui)低的雙相(xiang)不銹鋼也(ye)有比奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼更高的耐(nai)應力(li)腐蝕破(po)裂的能力(li),尤其在含筑離子的環(huan)境中。應力(li)腐蝕是普通類氏(shi)體(ti)不銹鋼難(nan)以解決的突出問題(ti)。
3. 在許(xu)多介(jie)質(zhi)中應用最普遍的(de)(de)2205雙(shuang)相不銹(xiu)鋼的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)優于普透的(de)(de)316L類氏體(ti)不銹(xiu)氛,而超級雙(shuang)相不銹(xiu)鋼具有極(ji)高的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing),再(zai)一些介(jie)質(zhi)中,如醋酸(suan),甲酸(suan)等(deng)甚至可以取代高合(he)金奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼,乃至耐(nai)蝕合(he)金。
4. 具(ju)有良好的耐局部腐蝕性(xing)能,與合金含量相當的奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼相比,它的甜磨損稿蝕和鼓(gu)勞腐蝕性(xing)能都優于奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼。
5. 比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數低,和碳鋼接近,適(shi)合(he)與碳鋼連接,具有重(zhong)要的工程(cheng)意義,如生(sheng)產復合(he)板或襯里等。
6. 不(bu)(bu)論在動(dong)戴或(huo)靜(jing)載(zai)條件(jian)下(xia),比奧氏體(ti)不(bu)(bu)每鋼具有更高的能(neng)量(liang)吸收能(neng)力,這對結構件(jian)應付突(tu)發事故(gu)如沖撞(zhuang),露炸等,雙相不(bu)(bu)銹鋼優勢明顯,有實(shi)際應用(yong)價值.
與奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)相比,雙相不銹(xiu)鋼(gang)的弱(ruo)勢如下(xia):
1. 應用的普遍性(xing)與多(duo)面性(xing)不如(ru)奧(ao)氏體不銹鋼,例如(ru)其使用濕度必須控制(zhi)在250攝氏度以(yi)下。
2. 其(qi)塑韌性較奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼低,冷(leng),熱加工工藝和成型性能不(bu)如奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹氛。
3. 存在中(zhong)溫(wen)脆性(xing)區(qu),需(xu)要嚴格控制熱處(chu)理和(he)焊(han)接的工藝制度,以避免有(you)害相的出現,損(sun)害性(xing)。
與鐵素體不銹(xiu)鋼相(xiang)比,雙相(xiang)不銹(xiu)鋼的優(you)勢如下:
1. 綜合力學性能比鐵素體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)好,尤其是型韌性,不(bu)(bu)(bu)象鐵素體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)那(nei)樣對脆性敏感(gan)。
2. 除耐應力(li)腐(fu)蝕性能(neng)外,其他耐局部腐(fu)蝕性能(neng)都優于鐵素(su)體不銹鋼。
3. 冷加工(gong)工(gong)藝性能(neng)和冷成型性能(neng)遠(yuan)優(you)于鐵(tie)素體不銹鋼(gang)。
4. 焊(han)接(jie)性(xing)能也遠優于鐵素體不銹鋼(gang),一般(ban)焊(han)前不需(xu)預熱(re)(re),焊(han)后不需(xu)熱(re)(re)處理(li)。
5. 應用范圍(wei)較(jiao)鐵素體(ti)不銹解寬。
與(yu)鐵素體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的弱(ruo)勢如下:
合金元素(su)(su)含量高(gao),價格相對(dui)高(gao)、一般鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)含鎳。
綜上(shang)所述(shu),可以(yi)(yi)概括地看出雙相不(bu)銹鋼的(de)使用性(xing)能(neng)和(he)工藝性(xing)能(neng)的(de)概貌,它以(yi)(yi)其優(you)越的(de)力學與耐腐蝕綜合(he)性(xing)能(neng)贏得了使用者的(de)青味,已成為既(ji)節省(sheng)重量又節省(sheng)投資的(de)優(you)良的(de)耐蝕工程材(cai)料。