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腐蝕、點腐(fu)蝕、縫(feng)隙(xi)腐蝕、應力腐蝕等局部腐蝕的破壞,雙(shuang)相不銹(xiu)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。
雙相不(bu)銹鋼是指在(zai)奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼的基礎上提高(gao)鐵素(su)體(ti)形(xing)成元素(su)鉻、錳、硅、鈮等(deng)元素(su)含量,降低奧(ao)(ao)氏體(ti)形(xing)成元素(su)鎳(nie)、碳、錳、氮的含量,從而(er)得到(dao)的奧(ao)(ao)氏體(ti)-鐵素(su)體(ti)雙相組織(zhi),它兼(jian)有鐵素(su)體(ti)和(he)奧(ao)(ao)氏體(ti)鋼的性能特(te)點,而(er)且此(ci)兩相組織(zhi)要獨立存(cun)在(zai),且含量較(jiao)大(da)。
雙相不(bu)銹鋼(gang)的物理性能(neng)介于(yu)(yu)鐵素(su)體(ti)(ti)鋼(gang)和奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)鋼(gang)之間,與奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)鋼(gang)相比,熱導率大,熱膨脹系(xi)數小,并具有鐵磁性。一般認(ren)為,在奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)上(shang)(shang)有大于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)15%的鐵素(su)體(ti)(ti)或在鐵素(su)體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)上(shang)(shang)有大于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)15%的奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti),均可(ke)稱(cheng)為奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)+鐵素(su)體(ti)(ti)雙相不(bu)銹鋼(gang),簡稱(cheng)為雙相不(bu)銹鋼(gang)。
奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相(xiang)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)降低(di)(di)了鐵素(su)(su)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)性(xing)和(he)晶(jing)粒長大速度(du)(du),提高了韌(ren)性(xing)和(he)可(ke)焊(han)性(xing);鐵素(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)提高了奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du),耐(nai)應(ying)力(li)腐蝕、晶(jing)間腐蝕和(he)孔蝕性(xing)能也顯著(zhu)提高。雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)約為18-8型奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)2~3倍,抗拉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)與奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)相(xiang)當,斷裂伸長率較(jiao)低(di)(di)。由(you)于(yu)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中鐵素(su)(su)體(ti)(ti)含量較(jiao)多,雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)仍保留有鐵素(su)(su)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)性(xing)問題。隨鋼(gang)(gang)中鐵素(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)比(bi)例增(zeng)大,鋼(gang)(gang)的(de)(de)韌(ren)性(xing)降低(di)(di),脆(cui)(cui)性(xing)傾向增(zeng)大。但(dan)由(you)于(yu)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相(xiang)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai),雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)脆(cui)(cui)性(xing)傾向明顯比(bi)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)要低(di)(di)。
雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)連續使(shi)用的(de)溫度(du)范圍為(wei)-50℃~250℃,一般不(bu)(bu)(bu)宜在300℃以上(shang)使(shi)用。雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)一般含鉻(ge)18%~28%,鎳(nie)的(de)含量不(bu)(bu)(bu)超過8%,往(wang)往(wang)加入鉬、銅、鈦、鈮等元素(su)提(ti)高耐蝕性。由于(yu)鎳(nie)含量低(di),價格(ge)并不(bu)(bu)(bu)比(bi)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體鋼(gang)(gang)(gang)更(geng)高。雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)優良(liang)的(de)冷(leng)、熱(re)加工性能(neng)和(he)焊接(jie)性能(neng),焊接(jie)后熱(re)裂的(de)傾(qing)向比(bi)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體鋼(gang)(gang)(gang)低(di),脆(cui)化傾(qing)向比(bi)鐵素(su)體鋼(gang)(gang)(gang)低(di)。但焊接(jie)會導致焊縫(feng)區域鐵素(su)體含量增(zeng)多以及(ji)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕敏感性增(zeng)大,為(wei)了保證(zheng)焊縫(feng)性能(neng),雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)焊接(jie)應采用特(te)定鋼(gang)(gang)(gang)種推(tui)薦(jian)的(de)專用焊接(jie)材料和(he)焊接(jie)規范,焊后焊縫(feng)組織中應含有(you)50%左右的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體相。為(wei)了避免脆(cui)性相析出,高鉻(ge)鉬雙相不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)熱(re)處理及(ji)熱(re)加上(shang)溫度(du)不(bu)(bu)(bu)能(neng)低(di)于(yu)950℃,低(di)鉻(ge)鉬鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)(bu)能(neng)低(di)于(yu)900℃。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)通(tong)常的腐(fu)蝕(shi)(shi)介質(zhi)中(zhong)都能(neng)鈍化(hua),所以具有很好的耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng),以18-5型雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)為例,它耐硫酸(suan)(suan)、鹽酸(suan)(suan)、甲(jia)酸(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)、草酸(suan)(suan)腐(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)均優于奧氏(shi)體316L型不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),僅是耐硝酸(suan)(suan)腐(fu)蝕(shi)(shi)性稍差,Cr21 和Cr25型雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)各(ge)種介質(zhi)中(zhong)的耐蝕(shi)(shi)性都超過316L鋼(gang)(gang)。雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的突出優點是耐應力腐(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie),其主(zhu)要原因是:由(you)于兩相(xiang)組織存在(zai),應力腐(fu)蝕(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)在(zai)穿過相(xiang)界時(shi)頻繁受阻,擴展困(kun)難;雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)屈服強度較高,在(zai)相(xiang)同(tong)外加壓力下不(bu)(bu)(bu)(bu)易發生滑移(yi)變形(xing),裂(lie)(lie)紋(wen)難于形(xing)成;鐵素體相(xiang)對于奧氏(shi)體是陽(yang)極,對奧氏(shi)體相(xiang)可起到(dao)一定的陰極保護作用。即便(bian)在(zai)多硫酸(suan)(suan)和高溫水中(zhong),雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)也(ye)有很強的耐應力腐(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)能(neng)力。
雙相不銹鋼通常分為四類:
1. 低合(he)金型雙相不銹鋼(gang):這類鋼(gang)的合(he)金成分(fen)以鉻、鎳為主,且含量偏低。點蝕當量指數PRF不大于25。
2. 中合(he)金型(xing)雙相不(bu)銹鋼:與(yu)低合(he)金型(xing)雙相不(bu)銹鋼相比,加入了(le)鉬(mu)或銅。點蝕當量指數 PRE在(zai)25~35之間。
3. 高合金(jin)型雙相不(bu)銹鋼:這類鋼有較高含量的鉻、鎳及鉬、銅等合金(jin)元(yuan)素(su),點蝕當量指數PRE在35~40之間(jian)。
4. 超(chao)級(ji)雙相不銹鋼(gang):這類鋼(gang)除含有較高(gao)量的(de)鉻、鎳、鉬、氨(an)合金(jin)元(yuan)素(su)外,有的(de)還加入鎢、銅元(yuan)素(su)。點蝕當(dang)量指數PRE大于40。

