雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,DSS)為一類同時具有鐵素體α相及奧氏體γ相兩種顯微組織的鋼種,在固溶組織中兩相的相比例約為1:1,且通常情況下要求這兩相中量少相的含量不低于30%。雙相不銹(xiu)鋼的性能特點是抗蝕能力較優、強度高且加工性能較佳。與鐵(tie)素體(ti)不銹鋼相比,雙相不銹鋼的塑性、韌性、焊接性能及抗晶間腐蝕性能都顯著增強,此外其還擁有鐵素體不銹鋼高的導熱系數、475℃脆性及超塑性等性能特點;與奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比,雙相不銹鋼有較高的強度,較優的抗腐蝕疲勞、抗晶間腐蝕以及氯化物應卡聯蝕破裂特性。這些性能特點使雙相不銹鋼對結構件意外事故(如爆炸、沖撞等)的應付具有實際使用價值,所以雙相不銹鋼材料發展迅速且被廣泛地應用在造紙、石油開采、海洋運輸、軍事以及化工等領域,同時也引發了科研工作者對雙相不銹鋼的關注。


 雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組織于(yu)(yu)(yu)1927年(nian)(nian)被Griffiths及(ji)Bain最先發(fa)(fa)現,20世(shi)紀(ji)30年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)開始(shi),雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)得到發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)和應(ying)(ying)用,典(dian)型(xing)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)表為法(fa)國(guo)(guo)在(zai)(zai)(zai)1935年(nian)(nian)取得了(le)(le)Uranus50 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)。時(shi)至今日雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)已經(jing)有了(le)(le)三代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)歷程:第(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)表是(shi)(shi)(shi)美(mei)國(guo)(guo)20世(shi)紀(ji)40年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)開發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)329鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),接(jie)著(zhu)德(de)(de)國(guo)(guo)、英國(guo)(guo)、蘇聯(lian)及(ji)日本都(dou)開始(shi)探(tan)究這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種。瑞典(dian)于(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀(ji)60年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)中(zhong)期開發(fa)(fa)了(le)(le)3RE60鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),主要目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)顯著(zhu)增強(qiang)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)氯(lv)化物應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破裂能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)。第(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)(shi)含(han)C量(liang)(liang)低、含(han)Cr量(liang)(liang)為18%,具有較(jiao)優的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)和成型(xing)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),被大(da)(da)(da)量(liang)(liang)地應(ying)(ying)用為抗(kang)氯(lv)化物應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料;其(qi)缺點是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)焊(han)接(jie)狀(zhuang)(zhuang)態下(xia),因為鐵(tie)素(su)(su)體(ti)含(han)量(liang)(liang)高(gao),導致焊(han)縫熱影響(xiang)區韌性(xing)(xing)(xing)下(xia)降(jiang)(jiang),并且(qie)耐應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破裂性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)和耐晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比于(yu)(yu)(yu)基體(ti)金屬較(jiao)弱。因而第(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際運用被局(ju)限在(zai)(zai)(zai)非焊(han)接(jie)狀(zhuang)(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件下(xia)。第(di)(di)二代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用以(yi)阿維斯塔-波拉里特(te)公司研究出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)LDX2101為代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)表,這類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點:一是(shi)(shi)(shi)大(da)(da)(da)多數都(dou)是(shi)(shi)(shi)超低碳型(xing),并且(qie)含(han)有增強(qiang)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Mo(鉬)、Cu(銅)及(ji)Si(錫)等(deng)元素(su)(su);二是(shi)(shi)(shi)含(han)N(氮)元素(su)(su),N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)入降(jiang)(jiang)低了(le)(le)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本,減少了(le)(le)Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用,N作為奧(ao)氏體(ti)形(xing)成元素(su)(su)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)夠(gou)提(ti)升富(fu)(fu)N奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)點蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li),并且(qie)可與富(fu)(fu)Cr、Mo元素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)獲得平衡,進(jin)而增強(qiang)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li),此外(wai),N還(huan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)降(jiang)(jiang)低元素(su)(su)Cr、Ni等(deng)在(zai)(zai)(zai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi),進(jin)而降(jiang)(jiang)低DSS發(fa)(fa)生選(xuan)擇(ze)性(xing)(xing)(xing)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)(xing)。第(di)(di)二代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這些特(te)點性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)促進(jin)了(le)(le)瑞典(dian)、日本、法(fa)國(guo)(guo)、英國(guo)(guo)及(ji)德(de)(de)國(guo)(guo)等(deng)國(guo)(guo)家(jia)開始(shi)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)第(di)(di)二代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。第(di)(di)三代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)以(yi)SAF2507、UR52N+、Zeron100等(deng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種為代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)表,該類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)在(zai)(zai)(zai)20世(shi)紀(ji)80年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)后期稱為超級(ji)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(Super DSS),其(qi)特(te)性(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)(shi)含(han)C量(liang)(liang)只有0.01%~0.02%、含(han)Mo約4%、含(han)N約0.3%、含(han)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)40%~45%,孔蝕(shi)(shi)(shi)當量(liang)(liang)(PREN)大(da)(da)(da)于(yu)(yu)(yu)40,其(qi)抗(kang)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)較(jiao)優。在(zai)(zai)(zai)中(zhong)國(guo)(guo),雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)以(yi)北京(jing)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)研究總院于(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀(ji)70年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)中(zhong)期開始(shi)研究發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)DSS為標(biao)志,我國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)00Cr18Ni5Mo3Si2已經(jing)被收錄(lu)于(yu)(yu)(yu)國(guo)(guo)家(jia)標(biao)準GB 3280、GB 1220、GB 4237.近年(nian)(nian)來,我國(guo)(guo)又成功研制(zhi)了(le)(le)新型(xing)稀(xi)土(tu)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),這一舉措在(zai)(zai)(zai)很大(da)(da)(da)程度(du)上(shang)增強(qiang)了(le)(le)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、工藝性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)及(ji)耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。韓國(guo)(guo)于(yu)(yu)(yu)20世(shi)紀(ji)90年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)發(fa)(fa)布了(le)(le)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(專(zhuan)利(li)申請號(hao):96190623),其(qi)抗(kang)高(gao)溫氧化能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)、熱塑性(xing)(xing)(xing)、沖擊韌性(xing)(xing)(xing)及(ji)抗(kang)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)都(dou)較(jiao)優。國(guo)(guo)內外(wai)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)典(dian)型(xing)牌號(hao)及(ji)化學(xue)成分(fen)如表1.4所列。


表4.jpg