以不銹性、耐蝕性為主要特性,且鉻的質量分數至少為10.5%, 碳的質量分數最大不超過1.2%,基體兼有奧氏體和鐵素體兩相組織(其中較少相的含量一般大于15%),有磁性,可通過冷加工使其強化的不銹鋼，稱為奧氏體-鐵素體(雙相)型不銹鋼。由于奧氏體相的存在,降低了高鉻鐵素體的脆性,防止了晶粒長大的傾向,提高了鋼的韌性；由于鐵素體的存在，雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)對晶間腐蝕敏感小,具有優良的耐晶間腐蝕性能,而且其耐應力腐蝕開裂性能,隨鐵素體含量的增加而提高,但過高的鐵素體含量,會顯示出高鉻鐵素(su)體不銹(xiu)鋼的一些缺點。雙相不銹鋼的性能,同鐵素體和奧氏體相的平衡比例有很大的關系,而兩相的比例在很大程度上取決于鋼的化學成分和熱處理溫度等因素。
借助于鉻-鎳當量圖可以大致確定某種鋼的組織以及雙相不(bu)銹鋼管中兩相的比例,見圖7-1。
鋼鐵素體(ti)(ti)形成元素折合成鉻的作用(yong)(yong)(yong),奧氏體(ti)(ti)形成元素折合成鎳的作用(yong)(yong)(yong)。該圖(tu)適用(yong)(yong)(yong)于 Cr-Ni 系,
其(qi)中: 鉻當(dang)量=w(Cr)+w(Mo)+1.5w(Si)+0.5w(Nb)
鎳(nie)當量(liang)=w(Ni)+30w(C)+0.5w(Mn)+30w(N)
從(cong)以上(shang)兩式中(zhong)可(ke)以看出,碳和(he)氮(dan)形成(cheng)的(de)(de)影(ying)(ying)響較(jiao)鎳強,為鎳的(de)(de)30倍(bei);硅形成(cheng)a的(de)(de)影(ying)(ying)響較(jiao)鉻強,為鉻的(de)(de)1.5倍(bei)。從(cong)圖7-1可(ke)以查(cha)出鋼中(zhong)兩相的(de)(de)比例(li)。設鋼具有(you)如(ru)下成(cheng)分:w(C)=0.1%,w(Mn)=2.0%,w(Si)=0.75%,w(Cr)=19.5%,w(Ni) =9.6%,w(Nb)=0.8%w(Mo)=1.5%。
此種情況(kuang)下, 鎳(nie)的(de)當量為(wei):w(Ni)+30w(C)+0.5w(Mn)+0.5w(Nb)=9.6%+30×0.1%+0.5×2% +0.5×0.8% = 14%
鉻的當量為:w(Cr) +w(Mo)+1.5w(Si)+0.5w(Nb)=19.5%+1.5%+1.5×0.75% +0.5×0.8% = 22.525%
此種鋼的成分用小圓圈標明在圖7-1中,它是組織為帶有少量鐵素體的奧氏體不銹(xiu)鋼。
當w(Cr)=28%,鎳當量(liang)為(wei)12%時,鋼中的(de)組織即(ji)為(wei)含鐵(tie)素體80%、含奧氏體20%的(de)雙相組織。
雙相不(bu)銹鋼管具有優良的焊接性能,焊前不需預熱,焊后一般也不需要熱處理,均不會出現焊接裂縫。若鐵素體比例很大,也有可能出現475℃脆化現象;高鉻鐵素體-奧氏體不銹鋼中將產生顯著的相脆化現象。在焊接時最好采用雙相不銹鋼焊條,從而能夠避免冷卻時形成裂紋。在使用條件較為苛刻的腐蝕介質環境中,焊后最好再進行一次固溶處理。
奧氏(shi)體(ti)-鐵素體(ti)雙(shuang)相不銹鋼的鑄造性(xing)能良好。實踐(jian)證明(ming),正(zheng)確地控(kong)制鋼液中的氫含量是(shi)獲得致(zhi)密鑄件(jian)的關鍵(jian)之(zhi)一。
奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管的熱塑性(xing)比奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管差，因此雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的鍛(duan)造(zao)性(xing)能差。這是因為奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)與(yu)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)的形(xing)變不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong),受外力(li)作用時,8鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)與(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)變形(xing)程(cheng)度(du)不(bu)(bu)(bu)(bu)均(jun)勻,產生了(le)附加應(ying)力(li),并降低了(le)晶粒(li)間的結合力(li)。此外,鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)大約950℃以下保溫(wen),有析出相(xiang)等脆化(hua)相(xiang)的危險,從而降低了(le)鋼(gang)(gang)的塑性(xing),導致(zhi)變形(xing)困難。因此,在(zai)鍛(duan)造(zao)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的鍛(duan)件(jian)時,必須嚴格(ge)控制(zhi)鍛(duan)造(zao)工藝,并且(qie)在(zai)開始(shi)1~2次鍛(duan)造(zao)時,變形(xing)量不(bu)(bu)(bu)(bu)宜(yi)太(tai)大,只需輕輕鍛(duan)打。
雙相(xiang)不銹(xiu)鋼的鍛造工藝規范(fan)是(shi),始(shi)鍛溫度為1100~1150℃,終鍛溫度≥950°C。
雙相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的切削性能(neng)與奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)相當。
雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管的耐(nai)蝕(shi)(shi)性能，主要取決于鈍化元素的含量(liang)及其在兩(liang)相(xiang)中的分配。一般(ban)來說,雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管耐(nai)蝕(shi)(shi)性，大體上同鉻(ge)含量(liang)相(xiang)當的高(gao)鉻(ge)鐵(tie)素體型或鉻(ge)鎳奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang) 接近,并受(shou)相(xiang)比例的左右。有些鋼(gang)(gang)種(如022Cr26Ni6Mo2N 鋼(gang)(gang)、022Cr22Ni5Mo3N、06Cr17Mn13Mo2N、ZG07Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N等)在濃硝酸(suan)、稀(xi)鹽(yan)酸(suan)、中等濃度的硫(liu)酸(suan)、磷酸(suan)、醋酸(suan)和(he)尿素工藝介(jie)質中,雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)比普通(tong)的奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有更(geng)優(you)越的耐(nai)蝕(shi)(shi)性。
雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)具有(you)優良(liang)的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)性能(neng),其(qi)性能(neng)優于奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。這與雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)鋼(gang)中存(cun)在(zai)(zai)均勻分布(bu)的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體有(you)關。雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)產生晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)程度與兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)比(bi)例(li)也(ye)有(you)關。當(dang)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體量(liang)不(bu)大(da)時,相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)以(yi)孤島狀(zhuang)被奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體晶(jing)(jing)粒所包圍,即使被腐蝕(shi)(shi)也(ye)因相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互未能(neng)連(lian)續成網(wang)絡(luo)而不(bu)致(zhi)于造成更(geng)大(da)的(de)(de)危險(xian)。隨(sui)著彌散鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體量(liang)的(de)(de)增加(jia)、晶(jing)(jing)界(jie)(jie)總面積(ji)的(de)(de)提高(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對降低了晶(jing)(jing)間(jian)碳(tan)化(hua)物析出濃度)和(he)(he)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)(jie)及(ji)其(qi)內側能(neng)夠吸(xi)收(shou)更(geng)多(duo)的(de)(de)碳(tan)化(hua)物,當(dang)達(da)到一(yi)定的(de)(de)極(ji)限x相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)含量(liang)以(yi)上(shang)時,可以(yi)消除晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)傾向。但是(shi)當(dang)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體含量(liang)過多(duo),呈連(lian)續網(wang)絡(luo)狀(zhuang)分布(bu),則其(qi)抗晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)能(neng)力變(bian)差。因此,控(kong)制適(shi)宜的(de)(de)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)例(li)、防止相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)聚集長大(da)和(he)(he)采取正確的(de)(de)熱處(chu)理(li)工藝是(shi)十分重要的(de)(de)。與奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比(bi),奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體-鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有(you)更(geng)高的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)應力腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂(lie)性能(neng)。雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)(nai)(nai)應力腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂(lie)性能(neng),會隨(sui)著鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體含量(liang)的(de)(de)增加(jia)而提高,在(zai)(zai)約(yue)含50%鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對斷裂(lie)敏感性最(zui)小。過多(duo)的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體含量(liang),會顯示(shi)高鉻(ge)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)所具有(you)的(de)(de)缺點。
雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)管耐氯化物應(ying)力腐蝕開裂性能,在(zai)高(gao)應(ying)力下(xia)與奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)相(xiang)同,短時間內(nei)即產生(sheng)裂紋,在(zai)低應(ying)力下(xia)壽命(ming)較長,顯(xian)示出一定的優越性。
雙相不(bu)銹鋼(gang)管(guan)的強(qiang)度,特別是屈服強(qiang)度顯著提高,與18-8型奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)相比(bi)是其兩(liang)倍。采用(yong)雙相不(bu)銹鋼(gang)制造的容器(qi)的壁厚(hou)比(bi)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)減少30%~50%,降低(di)了生(sheng)產成本。
雙相不(bu)銹鋼管優(you)越的(de)力學性(xing)能(neng)和耐腐蝕(shi)的(de)綜合性(xing)能(neng),為(wei)其在石化設備、造船等行業開拓了廣闊的(de)應用前景(jing)。
