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，雙相不銹鋼對晶間腐蝕敏感小,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(tie)素體不銹鋼的一些缺點。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銹鋼管(guan)中兩相的比例,見圖7-1。
鋼鐵素體(ti)形成(cheng)(cheng)元(yuan)素折合成(cheng)(cheng)鉻(ge)的作(zuo)用,奧氏(shi)體(ti)形成(cheng)(cheng)元(yuan)素折合成(cheng)(cheng)鎳的作(zuo)用。該(gai)圖適用于 Cr-Ni 系,
其中: 鉻(ge)當量(liang)=w(Cr)+w(Mo)+1.5w(Si)+0.5w(Nb)
鎳當量(liang)=w(Ni)+30w(C)+0.5w(Mn)+30w(N)
從以上兩(liang)(liang)式中(zhong)可(ke)(ke)以看(kan)出(chu),碳和氮形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響較鎳(nie)強,為(wei)鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)30倍;硅形成(cheng)a的(de)(de)(de)(de)影(ying)響較鉻強,為(wei)鉻的(de)(de)(de)(de)1.5倍。從圖(tu)7-1可(ke)(ke)以查出(chu)鋼(gang)中(zhong)兩(liang)(liang)相的(de)(de)(de)(de)比(bi)例(li)。設鋼(gang)具有如下成(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(qing)況(kuang)下, 鎳的當量為: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(wei):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鋼。
當w(Cr)=28%,鎳當量為(wei)(wei)12%時(shi),鋼中(zhong)的(de)組(zu)織(zhi)即為(wei)(wei)含(han)鐵素(su)體80%、含(han)奧(ao)氏體20%的(de)雙相組(zu)織(zhi)。
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-鐵素體雙相不銹鋼(gang)的鑄造(zao)性能良好(hao)。實踐證明,正(zheng)確地(di)控制鋼(gang)液中的氫含量是獲(huo)得(de)致密鑄件的關鍵之一(yi)。
奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)-鐵(tie)素體(ti)(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)熱(re)塑(su)(su)性比奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)差，因此雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)鍛(duan)造性能差。這是因為奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)與鐵(tie)素體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)變(bian)不(bu)(bu)同,受外(wai)力作用時,8鐵(tie)素體(ti)(ti)與奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)變(bian)形(xing)(xing)程度不(bu)(bu)均勻,產生了附加應力,并降低了晶粒(li)間的(de)(de)(de)(de)結合(he)力。此外(wai),鐵(tie)素體(ti)(ti)在大(da)約950℃以(yi)下保溫,有(you)析出(chu)相(xiang)(xiang)(xiang)等脆化相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)危險(xian),從(cong)而(er)降低了鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)塑(su)(su)性,導致變(bian)形(xing)(xing)困難。因此,在鍛(duan)造奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)-鐵(tie)素體(ti)(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)鍛(duan)件(jian)時,必須(xu)嚴格控制鍛(duan)造工藝,并且在開始1~2次鍛(duan)造時,變(bian)形(xing)(xing)量不(bu)(bu)宜太大(da),只(zhi)需輕輕鍛(duan)打。
雙相不(bu)銹鋼(gang)的鍛造工藝規范(fan)是,始鍛溫度為(wei)1100~1150℃,終鍛溫度≥950°C。
雙(shuang)相(xiang)不銹鋼的切削(xue)性能與奧氏體不銹鋼相(xiang)當。
雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能，主(zhu)要取決(jue)于鈍化元素(su)的(de)(de)(de)(de)含量及其在(zai)兩相(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)分配。一(yi)般來說(shuo),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)，大體(ti)(ti)上同鉻(ge)含量相(xiang)當(dang)的(de)(de)(de)(de)高鉻(ge)鐵素(su)體(ti)(ti)型或鉻(ge)鎳奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang) 接近,并受相(xiang)比(bi)例(li)的(de)(de)(de)(de)左右。有(you)些鋼(gang)種(如022Cr26Ni6Mo2N 鋼(gang)、022Cr22Ni5Mo3N、06Cr17Mn13Mo2N、ZG07Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N等(deng))在(zai)濃硝(xiao)酸(suan)、稀鹽酸(suan)、中(zhong)等(deng)濃度的(de)(de)(de)(de)硫酸(suan)、磷(lin)酸(suan)、醋酸(suan)和尿素(su)工藝介質中(zhong),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)比(bi)普通(tong)的(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)具有(you)更優越的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)。
雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管具有(you)優(you)良(liang)的(de)(de)(de)耐(nai)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng),其性(xing)能(neng)(neng)優(you)于(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。這與(yu)雙相(xiang)(xiang)鋼(gang)中存在(zai)均勻分布的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)有(you)關(guan)。雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)產生晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)程(cheng)度(du)(du)與(yu)兩相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)比(bi)例(li)也(ye)有(you)關(guan)。當鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)量(liang)不(bu)大時,相(xiang)(xiang)以孤(gu)島狀(zhuang)被(bei)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)晶(jing)(jing)粒所包圍,即使被(bei)腐(fu)(fu)蝕也(ye)因相(xiang)(xiang)互未能(neng)(neng)連續成網絡(luo)而(er)不(bu)致(zhi)于(yu)造成更大的(de)(de)(de)危險。隨著彌散鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)加、晶(jing)(jing)界(jie)總面積的(de)(de)(de)提高(相(xiang)(xiang)對降(jiang)低了晶(jing)(jing)間(jian)(jian)碳化物(wu)析出(chu)濃度(du)(du))和鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)界(jie)及其內側能(neng)(neng)夠吸收更多的(de)(de)(de)碳化物(wu),當達到一定的(de)(de)(de)極(ji)限x相(xiang)(xiang)含(han)量(liang)以上時,可以消除晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕傾(qing)向。但是當鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)過多,呈連續網絡(luo)狀(zhuang)分布,則其抗晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕能(neng)(neng)力(li)變(bian)差。因此,控制適宜的(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)比(bi)例(li)、防止相(xiang)(xiang)聚集長大和采取正確的(de)(de)(de)熱處理工藝是十分重要的(de)(de)(de)。與(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)相(xiang)(xiang)比(bi),奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有(you)更高的(de)(de)(de)耐(nai)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕開(kai)裂性(xing)能(neng)(neng)。雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)耐(nai)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕開(kai)裂性(xing)能(neng)(neng),會隨著鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)加而(er)提高,在(zai)約含(han)50%鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)對斷裂敏感性(xing)最小。過多的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang),會顯示高鉻鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)所具有(you)的(de)(de)(de)缺(que)點。
雙相(xiang)不銹鋼管耐氯化物應(ying)力腐蝕開裂性(xing)能,在高應(ying)力下與奧氏體不銹鋼相(xiang)同,短時間內(nei)即(ji)產(chan)生裂紋,在低應(ying)力下壽(shou)命(ming)較(jiao)長,顯(xian)示(shi)出一(yi)定(ding)的(de)優越(yue)性(xing)。
雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)管的強(qiang)度,特別是屈服強(qiang)度顯著(zhu)提(ti)高,與18-8型奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)(xiang)比(bi)是其兩倍(bei)。采用雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)制造的容器的壁厚比(bi)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)減少30%~50%,降低(di)了生產(chan)成本。
雙相不銹鋼(gang)管優越的力(li)學性能和耐腐蝕的綜(zong)合性能,為其在石化設(she)備、造船(chuan)等行業開拓了(le)廣闊的應用前(qian)景。
