由于現代工業技術的發展,傳統的奧氏體不銹鋼經常遭到晶間(jian)腐蝕、點(dian)腐(fu)蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕等局部腐蝕的破壞,雙相不銹鋼在上述腐蝕類型中表現出了某些優越性,為其發展與應用帶來了巨大的動力。
雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)是指(zhi)在奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)的基礎上提(ti)高鐵(tie)素(su)(su)體(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)(su)鉻、錳、硅、鈮等元(yuan)素(su)(su)含(han)量,降低奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)(su)鎳、碳、錳、氮的含(han)量,從而得到的奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)-鐵(tie)素(su)(su)體(ti)雙(shuang)相(xiang)組(zu)織,它(ta)兼有鐵(tie)素(su)(su)體(ti)和奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)鋼(gang)的性能(neng)特點,而且此兩相(xiang)組(zu)織要獨立(li)存(cun)在,且含(han)量較(jiao)大。
雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼的物理性能介于(yu)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼和(he)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼之(zhi)間(jian),與奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼相比(bi),熱(re)導率(lv)大(da),熱(re)膨脹(zhang)系(xi)數(shu)小,并具有(you)鐵(tie)磁性。一般認為(wei),在(zai)(zai)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)上有(you)大(da)于(yu)或(huo)等(deng)于(yu)15%的鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)或(huo)在(zai)(zai)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)上有(you)大(da)于(yu)或(huo)等(deng)于(yu)15%的奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti),均(jun)可稱為(wei)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)+鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼,簡(jian)稱為(wei)雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼。
奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)降(jiang)低(di)了鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)晶粒長大速度(du)(du),提高(gao)了韌性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)可焊性(xing)(xing)(xing)(xing);鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)提高(gao)了奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)(du),耐應力腐(fu)蝕(shi)、晶間腐(fu)蝕(shi)和(he)(he)孔蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能也顯著提高(gao)。雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)(du)約為18-8型奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)2~3倍(bei),抗拉強(qiang)度(du)(du)與奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)相(xiang)(xiang)(xiang)當,斷(duan)裂伸長率(lv)較(jiao)低(di)。由(you)于(yu)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)含量較(jiao)多,雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)仍保(bao)留有鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)問題(ti)。隨鋼(gang)(gang)中鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)比例增大,鋼(gang)(gang)的(de)(de)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)降(jiang)低(di),脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)傾(qing)向增大。但由(you)于(yu)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai),雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)傾(qing)向明顯比鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)要低(di)。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)連(lian)續使用(yong)(yong)的(de)(de)溫度范(fan)圍為(wei)(wei)-50℃~250℃,一般(ban)不宜在300℃以(yi)上(shang)使用(yong)(yong)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)一般(ban)含鉻(ge)18%~28%,鎳(nie)的(de)(de)含量(liang)不超過8%,往往加入鉬、銅、鈦(tai)、鈮等元素(su)提高(gao)耐蝕(shi)性(xing)(xing)。由(you)于鎳(nie)含量(liang)低,價格(ge)并不比(bi)奧(ao)氏體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)更高(gao)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具有優良的(de)(de)冷、熱(re)(re)加工性(xing)(xing)能和焊(han)(han)接(jie)性(xing)(xing)能,焊(han)(han)接(jie)后(hou)熱(re)(re)裂的(de)(de)傾向比(bi)奧(ao)氏體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低,脆化傾向比(bi)鐵素(su)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低。但焊(han)(han)接(jie)會(hui)導致焊(han)(han)縫區域鐵素(su)體(ti)(ti)含量(liang)增多以(yi)及(ji)晶間(jian)腐蝕(shi)敏感(gan)性(xing)(xing)增大,為(wei)(wei)了(le)(le)保證焊(han)(han)縫性(xing)(xing)能,雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)接(jie)應(ying)采用(yong)(yong)特(te)定鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種推薦的(de)(de)專用(yong)(yong)焊(han)(han)接(jie)材料和焊(han)(han)接(jie)規(gui)范(fan),焊(han)(han)后(hou)焊(han)(han)縫組織中應(ying)含有50%左(zuo)右的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)。為(wei)(wei)了(le)(le)避(bi)免脆性(xing)(xing)相(xiang)(xiang)(xiang)析出,高(gao)鉻(ge)鉬雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)熱(re)(re)處(chu)理(li)及(ji)熱(re)(re)加上(shang)溫度不能低于950℃,低鉻(ge)鉬鋼(gang)(gang)(gang)(gang)不能低于900℃。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)通常的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)介質中(zhong)都(dou)能(neng)鈍(dun)化,所(suo)以具有很好的(de)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng),以18-5型雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)為例(li),它耐(nai)(nai)(nai)硫酸(suan)、鹽酸(suan)、甲(jia)酸(suan)、磷酸(suan)、草酸(suan)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)均(jun)優(you)于奧氏(shi)體316L型不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang),僅是(shi)耐(nai)(nai)(nai)硝酸(suan)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)稍差,Cr21 和Cr25型雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)各種介質中(zhong)的(de)耐(nai)(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)都(dou)超過316L鋼(gang)(gang)(gang)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)突出優(you)點是(shi)耐(nai)(nai)(nai)應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)破(po)(po)裂,其主要原因是(shi):由(you)于兩相(xiang)(xiang)組織存(cun)在(zai),應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)裂紋在(zai)穿(chuan)過相(xiang)(xiang)界時頻繁受阻,擴展困難(nan);雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)屈服(fu)強度較高(gao)(gao),在(zai)相(xiang)(xiang)同外加(jia)壓力(li)(li)下不(bu)(bu)易(yi)發生滑移變形,裂紋難(nan)于形成;鐵素體相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)于奧氏(shi)體是(shi)陽極,對(dui)(dui)奧氏(shi)體相(xiang)(xiang)可(ke)起(qi)到一定的(de)陰極保護作用。即便在(zai)多硫酸(suan)和高(gao)(gao)溫水中(zhong),雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)也有很強的(de)耐(nai)(nai)(nai)應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)破(po)(po)裂能(neng)力(li)(li)。
雙相不(bu)銹鋼通(tong)常分為四類:
1. 低合金(jin)型雙相不銹鋼(gang)(gang):這類鋼(gang)(gang)的(de)合金(jin)成分(fen)以鉻、鎳為主,且含量偏低。點蝕當量指數(shu)PRF不大于25。
2. 中(zhong)合金(jin)型(xing)雙相不銹(xiu)鋼(gang):與(yu)低合金(jin)型(xing)雙相不銹(xiu)鋼(gang)相比,加(jia)入了鉬或銅。點蝕當量指數 PRE在25~35之間。
3. 高(gao)合(he)金型雙相不銹(xiu)鋼(gang):這類鋼(gang)有(you)較高(gao)含(han)量的(de)鉻(ge)、鎳(nie)及鉬(mu)、銅等合(he)金元素(su),點蝕當(dang)量指數PRE在(zai)35~40之間。
4. 超級雙相不(bu)銹(xiu)鋼:這類鋼除(chu)含有較高(gao)量的鉻(ge)、鎳(nie)、鉬(mu)、氨合(he)金(jin)元素外,有的還加(jia)入鎢、銅(tong)元素。點蝕當量指數PRE大于40。

