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。雙相不銹鋼(gang)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。


  雙相不銹鋼(gang)(gang)在(zai)C含量(liang)(liang)較低的情況(kuang)下,Cr含量(liang)(liang)在(zai)18%~28%,Ni含量(liang)(liang)在(zai)3%~10%。有(you)(you)些鋼(gang)(gang)還含有(you)(you)Mo、Cu、Nb、Ti、N等合(he)金元素(su)(su)。該(gai)類鋼(gang)(gang)兼有(you)(you)奧氏體和鐵(tie)素(su)(su)體不銹鋼(gang)(gang)的特(te)點,與鐵(tie)素(su)(su)體相比,塑(su)性、韌(ren)性更高(gao)(gao),無室溫脆(cui)性,耐(nai)(nai)晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕性能(neng)和焊(han)接性能(neng)均(jun)顯(xian)著提(ti)高(gao)(gao),同時還保持有(you)(you)鐵(tie)素(su)(su)體不銹鋼(gang)(gang)的475℃脆(cui)性以及熱(re)導率高(gao)(gao),具有(you)(you)超(chao)塑(su)性等特(te)點。與奧氏體不銹鋼(gang)(gang)相比,強度(du)高(gao)(gao)且(qie)耐(nai)(nai)晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕和耐(nai)(nai)氯化物(wu)應力腐蝕有(you)(you)明顯(xian)提(ti)高(gao)(gao)。雙相不銹鋼(gang)(gang)具有(you)(you)優良的耐(nai)(nai)孔蝕性能(neng),也(ye)是(shi)一種節鎳(nie)不銹鋼(gang)(gang)。


  奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)+鐵素體(ti)(雙相(xiang))不(bu)(bu)銹鋼(gang)是指基體(ti)兼(jian)有(you)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)和鐵素體(ti)兩相(xiang)組(zu)織并兼(jian)備兩者的特征,一般它比奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)系列不(bu)(bu)銹鋼(gang)強度高,耐腐(fu)蝕性(xing)能也更優越。但是由于高溫而脆化,所以一般要(yao)求在大約(yue)300℃以下用。在常溫下顯示出(chu)磁性(xing),可(ke)通過冷加(jia)工使其強化的不(bu)(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(zhu)要(yao)特點(dian)是:在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)下基(ji)本為鐵(tie)素(su)(su)體組(zu)織,在(zai)冷卻至室溫(wen)時具有30%~50%鐵(tie)素(su)(su)體+奧氏體雙(shuang)相組(zu)織。屈服強度高(gao)(gao)、超(chao)強的耐(nai)點(dian)蝕、耐(nai)應力(li)腐蝕能(neng)力(li),易于成形和(he)焊接(jie)。


  由(you)于雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有(you)(you)兩相組(zu)織的特點,通過正確控制(zhi)化(hua)學(xue)成(cheng)分和(he)熱處理工藝,使(shi)雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)兼(jian)有(you)(you)鐵素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和(he)奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的優點。它(ta)將奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)所具(ju)有(you)(you)的優良韌(ren)性(xing)和(he)焊(han)接性(xing)與鐵素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)所具(ju)有(you)(you)的較高強(qiang)度和(he)耐(nai)氯化(hua)物應力腐蝕性(xing)能(neng)結合在一起,正是這些優越的性(xing)能(neng)使(shi)雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)作為(wei)可(ke)焊(han)接的結構材料而迅(xun)速發展,20世紀(ji)80年代以(yi)來,雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)已成(cheng)為(wei)和(he)馬氏(shi)(shi)體型、奧氏(shi)(shi)體型和(he)鐵素(su)(su)體型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)并列的一個鋼(gang)類。


 雙(shuang)相不銹鋼(gang)有(you)以(yi)下性能特點(dian):


  ①. 含鉬雙相不銹鋼(gang)在(zai)低應(ying)(ying)力下有良好的耐氯化(hua)物(wu)應(ying)(ying)力腐蝕性(xing)能。一般18-8型(xing)奧氏體不銹鋼(gang)在(zai)60℃以上中(zhong)性(xing)氯化(hua)物(wu)溶(rong)液中(zhong)容易發生(sheng)應(ying)(ying)力腐蝕斷(duan)(duan)裂,在(zai)微量氯化(hua)物(wu)及(ji)硫化(hua)氫工業介(jie)質中(zhong)用這(zhe)類(lei)不銹鋼(gang)制造的熱(re)交(jiao)換(huan)器(qi)、蒸發器(qi)等設備都存在(zai)著產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)力腐蝕斷(duan)(duan)裂的傾向,而雙相不銹鋼(gang)卻有良好的抵(di)抗能力。


  ②. 含鉬(mu)雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有良(liang)好的(de)耐孔(kong)蝕(shi)(shi)性(xing)能。在具有相(xiang)同的(de)孔(kong)蝕(shi)(shi)抗力當量(liang)值(PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N])時,雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與(yu)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)臨界孔(kong)蝕(shi)(shi)電位相(xiang)仿(fang)。雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與(yu)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)耐孔(kong)蝕(shi)(shi)性(xing)能與(yu)AISI316L相(xiang)當。含25%Cr,尤其是(shi)含氮的(de)高鉻雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)耐孔(kong)蝕(shi)(shi)和(he)縫隙腐蝕(shi)(shi)性(xing)能超過了AISI 316L。


  ③. 具有良好的耐腐蝕(shi)疲勞和磨損腐蝕(shi)性(xing)能。在(zai)某些腐蝕(shi)介質的條件下,適(shi)用于制作泵、閥(fa)等動力設備。


  ④. 綜合力學性能好。有(you)較高的強度(du)(du)和疲勞強度(du)(du),屈(qu)服強度(du)(du)是18-8型奧(ao)氏體不銹鋼的2倍。固溶態的延伸率達到25%,韌(ren)性值Ak(V形槽口)在100J以(yi)上。


  ⑤. 可(ke)焊(han)性(xing)良好,熱裂傾向小,一般焊(han)前不需預熱,焊(han)后(hou)不需熱處理,可(ke)與18-8型奧氏體不銹鋼(gang)或碳(tan)鋼(gang)等(deng)異種焊(han)接。


  ⑥. 含低(di)鉻(18%Cr)的雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)熱加工溫度范圍比(bi)18-8型奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)寬,抗力小,可不(bu)(bu)經過鍛(duan)造(zao),直接(jie)軋制(zhi)開坯生產(chan)鋼(gang)板。含高鉻(25%Cr)的雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)熱加工比(bi)奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)略顯困(kun)難,可以(yi)生產(chan)板、管和絲等產(chan)品。


  ⑦. 冷加(jia)工(gong)時(shi)比(bi)18-8型奧氏體不銹鋼加(jia)工(gong)硬化效(xiao)應大,在管(guan)、板(ban)承(cheng)受變形初(chu)期,需(xu)施加(jia)較大應力才能變形。


  ⑧. 與奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)相比(bi),熱(re)導率大,線(xian)膨脹系(xi)數小,適合用做(zuo)設備的(de)襯里和生產復合板。也適合制作熱(re)交換器(qi)的(de)管芯,換熱(re)效率比(bi)奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)高。


  ⑨. 仍有(you)高鉻鐵素體不銹鋼(gang)的各種(zhong)脆性傾向,不宜用在(zai)高于300℃的工作(zuo)條件。雙相不銹鋼(gang)中鉻含量愈低,σ等脆性相的危害性也(ye)愈小。


 雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有良(liang)好的(de)焊接性能(neng),與(yu)鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)及奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)相比(bi),它既不(bu)像鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)焊接熱影響區,由于晶粒嚴重粗化而使塑韌性大幅降低;也不(bu)像奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)那樣,對焊接熱裂(lie)紋比(bi)較(jiao)敏感。


 雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼由于其特殊的優(you)點,廣(guang)泛應(ying)用于石(shi)油化工(gong)設(she)備、海水(shui)與廢水(shui)處理設(she)備、輸(shu)油輸(shu)氣管線、造紙機械等工(gong)業領(ling)域(yu),近年(nian)來也被研究用于橋(qiao)梁承重結構(gou)領(ling)域(yu),具有很好的發展(zhan)前(qian)景。


 我國標(biao)準(zhun)GB/T 20878-2007《不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)耐熱鋼(gang)(gang) 牌(pai)號(hao)及化學成分》中(zhong)加入了許多(duo)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)牌(pai)號(hao)。如 14Cr18Ni11Si4AlTi、022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多(duo)的牌(pai)號(hao)詳見標(biao)準(zhun)。


 另外,著名的2205 雙相不銹鋼相當于我國的022Cr23Ni5Mo3N。


  雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼可用于(yu)煉油、化(hua)肥(fei)、造紙、石油、化(hua)工等(deng)(deng)領域(yu)中耐海水、耐高(gao)溫、耐濃硝酸(suan)等(deng)(deng)的熱交換器(qi)和(he)冷淋器(qi)及(ji)器(qi)件。


 雙相不銹(xiu)鋼(gang)(DSS)的主要代表(biao)牌(pai)號(hao)一般可(ke)分為四(si)類(lei):低合金(jin)型,代表(biao)牌(pai)號(hao)022Cr23Ni4MoCuN(2304);中(zhong)合金(jin)型,代表(biao)牌(pai)號(hao)022Cr23Ni5Mo3N(2205);高合金(jin)型,代表(biao)牌(pai)號(hao)03Cr25Ni6Mo3Cu2N(225);超級雙相不銹(xiu)鋼(gang)型,標準(zhun)牌(pai)號(hao)022Cr25Ni7Mo4N(2507)。


  低合(he)金型 022Cr23Ni4MoCuN(2304)不含鉬,在(zai)耐應力腐蝕方面(mian)可代替06Cr19Ni10(304)或06Cr17Ni12Mo2(316)使用。


  中合(he)金(jin)型 022Cr23Ni5Mo3N(2204)的(de)耐蝕(shi)性能(neng)介于(yu)022Cr17Ni12Mo2(316L)和6%Mo+N奧氏體不銹鋼之間。


  高合金型一(yi)般含25%Cr,還(huan)含有鉬(mu)和(he)氮,有的(de)還(huan)含銅(tong)和(he)鎢,這類鋼(gang)的(de)耐蝕性能高于(yu)22%Cr的(de)雙相不銹鋼(gang)。


 超級雙相不銹(xiu)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。