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(bu)銹鋼從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(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)C含(han)量較低(di)的情(qing)況下,Cr含(han)量在(zai)18%~28%,Ni含(han)量在(zai)3%~10%。有(you)(you)些(xie)鋼(gang)(gang)還含(han)有(you)(you)Mo、Cu、Nb、Ti、N等(deng)合金(jin)元素。該類鋼(gang)(gang)兼有(you)(you)奧(ao)氏體(ti)(ti)和鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的特(te)(te)點,與鐵素體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)比(bi),塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)更高(gao),無室溫脆性(xing)(xing),耐(nai)晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能和焊接(jie)性(xing)(xing)能均顯(xian)(xian)著(zhu)提高(gao),同(tong)時還保持有(you)(you)鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的475℃脆性(xing)(xing)以及(ji)熱導(dao)率高(gao),具(ju)有(you)(you)超塑性(xing)(xing)等(deng)特(te)(te)點。與奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)相(xiang)(xiang)比(bi),強(qiang)度高(gao)且耐(nai)晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)和耐(nai)氯化物應(ying)力(li)腐蝕(shi)有(you)(you)明(ming)顯(xian)(xian)提高(gao)。雙相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)優良的耐(nai)孔蝕(shi)性(xing)(xing)能,也是一(yi)種節(jie)鎳不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。


  奧氏(shi)體(ti)+鐵素(su)體(ti)(雙(shuang)相)不(bu)(bu)銹鋼是指基體(ti)兼(jian)有奧氏(shi)體(ti)和鐵素(su)體(ti)兩(liang)相組織并兼(jian)備兩(liang)者的(de)特征,一(yi)般它比(bi)奧氏(shi)體(ti)系列不(bu)(bu)銹鋼強度高,耐腐蝕性能也更優越(yue)。但是由(you)于高溫而(er)脆化,所以一(yi)般要求(qiu)在(zai)大約300℃以下(xia)用。在(zai)常溫下(xia)顯示出磁性,可通過冷加(jia)工使(shi)其強化的(de)不(bu)(bu)銹鋼。


  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)要特點(dian)是:在高溫下基本為(wei)鐵(tie)素(su)體(ti)組織,在冷卻至(zhi)室溫時具有(you)30%~50%鐵(tie)素(su)體(ti)+奧氏體(ti)雙相組織。屈(qu)服(fu)強度高、超(chao)強的耐點(dian)蝕(shi)、耐應力腐蝕(shi)能力,易于成形和焊(han)接。


  由于雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具有(you)兩相(xiang)組織的(de)(de)特點(dian),通過正確(que)控(kong)制化(hua)學成(cheng)分和(he)熱處理工藝,使(shi)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)兼有(you)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)優(you)點(dian)。它將奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)所具有(you)的(de)(de)優(you)良韌性和(he)焊接性與鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)所具有(you)的(de)(de)較高強度和(he)耐(nai)氯化(hua)物應力(li)腐(fu)蝕性能(neng)結(jie)合在一(yi)起,正是這些優(you)越的(de)(de)性能(neng)使(shi)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)作為可焊接的(de)(de)結(jie)構材料而迅速發(fa)展,20世紀80年(nian)代以來,雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)已成(cheng)為和(he)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)型(xing)、奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)型(xing)和(he)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)型(xing)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)并列的(de)(de)一(yi)個鋼(gang)(gang)(gang)(gang)類。


 雙相不銹鋼有(you)以下性能特點(dian):


  ①. 含鉬雙相不銹(xiu)鋼在(zai)(zai)低應(ying)力下有(you)良好(hao)的耐氯(lv)化物應(ying)力腐(fu)蝕性能(neng)。一般18-8型奧氏體不銹(xiu)鋼在(zai)(zai)60℃以(yi)上中(zhong)(zhong)(zhong)性氯(lv)化物溶(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)容易發(fa)生(sheng)應(ying)力腐(fu)蝕斷裂(lie),在(zai)(zai)微(wei)量氯(lv)化物及硫化氫(qing)工業(ye)介質(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)用(yong)這(zhe)類不銹(xiu)鋼制造的熱交換器、蒸發(fa)器等設備都存(cun)在(zai)(zai)著(zhu)產生(sheng)應(ying)力腐(fu)蝕斷裂(lie)的傾向(xiang),而雙相不銹(xiu)鋼卻有(you)良好(hao)的抵抗能(neng)力。


  ②. 含(han)鉬(mu)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)有(you)良好的耐孔蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能。在具有(you)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同的孔蝕(shi)(shi)(shi)抗(kang)力當量值(zhi)(PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N])時,雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與(yu)(yu)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的臨(lin)界孔蝕(shi)(shi)(shi)電位相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)仿。雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與(yu)(yu)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)耐孔蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能與(yu)(yu)AISI316L相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當。含(han)25%Cr,尤(you)其是含(han)氮的高(gao)鉻(ge)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的耐孔蝕(shi)(shi)(shi)和(he)縫隙腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能超過(guo)了AISI 316L。


  ③. 具有良(liang)好的耐腐蝕疲(pi)勞和磨(mo)損腐蝕性能。在某些(xie)腐蝕介質的條件(jian)下,適用于制作泵、閥等動力設備(bei)。


  ④. 綜合力學性能(neng)好(hao)。有較高的(de)強度(du)和(he)疲勞強度(du),屈服強度(du)是18-8型奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)2倍。固(gu)溶(rong)態的(de)延伸率(lv)達到25%,韌性值(zhi)Ak(V形槽口(kou))在100J以上。


  ⑤. 可焊(han)(han)性良好,熱(re)(re)裂傾向小,一般焊(han)(han)前不(bu)需(xu)預熱(re)(re),焊(han)(han)后不(bu)需(xu)熱(re)(re)處理,可與18-8型奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)或碳鋼(gang)(gang)等異種焊(han)(han)接。


  ⑥. 含(han)低(di)鉻(18%Cr)的雙相不(bu)銹(xiu)鋼熱(re)加工溫(wen)度(du)范圍比18-8型奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼寬,抗(kang)力(li)小,可(ke)不(bu)經過鍛(duan)造,直(zhi)接(jie)軋制(zhi)開(kai)坯生產鋼板。含(han)高鉻(25%Cr)的雙相不(bu)銹(xiu)鋼熱(re)加工比奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼略顯困難,可(ke)以生產板、管和絲(si)等(deng)產品。


  ⑦. 冷加工(gong)時比18-8型奧氏體不銹(xiu)鋼加工(gong)硬化效應大,在(zai)管、板承受變形初期,需施加較大應力才能變形。


  ⑧. 與奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)相比,熱(re)導率(lv)大,線膨脹系(xi)數小,適合(he)用做設備的(de)襯里和生(sheng)產復(fu)合(he)板(ban)。也適合(he)制作熱(re)交換器的(de)管芯,換熱(re)效率(lv)比奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)高。


  ⑨. 仍有高鉻鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼的(de)各種脆(cui)性(xing)傾向,不宜用(yong)在高于300℃的(de)工(gong)作條件。雙相(xiang)不銹(xiu)鋼中(zhong)鉻含(han)量(liang)愈低(di),σ等脆(cui)性(xing)相(xiang)的(de)危害性(xing)也愈小。


 雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有良好的焊(han)接性能,與(yu)鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)及奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比,它既不(bu)像(xiang)鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的焊(han)接熱影響(xiang)區,由于晶(jing)粒嚴重粗化(hua)而使塑韌性大幅(fu)降(jiang)低;也不(bu)像(xiang)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)那樣,對焊(han)接熱裂紋比較敏(min)感。


 雙相(xiang)不銹鋼由于其特殊的(de)優點,廣泛應(ying)用于石(shi)油(you)化工設(she)備、海水與廢水處理設(she)備、輸油(you)輸氣(qi)管線(xian)、造紙機械等(deng)工業(ye)領(ling)域,近(jin)年來(lai)也被研(yan)究用于橋梁承重結構領(ling)域,具有很好的(de)發(fa)展前景。


 我國標準GB/T 20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼 牌(pai)號及化學成分》中加(jia)入了許多(duo)雙相不銹鋼牌(pai)號。如 14Cr18Ni11Si4AlTi、022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多(duo)的牌(pai)號詳見(jian)標準。


 另(ling)外(wai),著名的(de)(de)2205 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)相(xiang)當于(yu)我國的(de)(de)022Cr23Ni5Mo3N。


  雙相不銹鋼可用于煉油、化肥(fei)、造紙、石油、化工等領域中耐(nai)海水(shui)、耐(nai)高(gao)溫、耐(nai)濃硝(xiao)酸等的熱交(jiao)換器(qi)和冷淋器(qi)及(ji)器(qi)件。


 雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(DSS)的主要代表牌號(hao)一般(ban)可分為四類:低合金(jin)(jin)型(xing),代表牌號(hao)022Cr23Ni4MoCuN(2304);中合金(jin)(jin)型(xing),代表牌號(hao)022Cr23Ni5Mo3N(2205);高(gao)合金(jin)(jin)型(xing),代表牌號(hao)03Cr25Ni6Mo3Cu2N(225);超(chao)級(ji)雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼型(xing),標(biao)準牌號(hao)022Cr25Ni7Mo4N(2507)。


  低合金(jin)型 022Cr23Ni4MoCuN(2304)不含(han)鉬,在(zai)耐應(ying)力腐蝕方面(mian)可(ke)代替06Cr19Ni10(304)或06Cr17Ni12Mo2(316)使用。


  中(zhong)合(he)金型 022Cr23Ni5Mo3N(2204)的(de)耐蝕性(xing)能介于022Cr17Ni12Mo2(316L)和6%Mo+N奧氏體不銹鋼之間。


  高合(he)金(jin)型(xing)一般含(han)25%Cr,還含(han)有(you)鉬和氮,有(you)的(de)(de)還含(han)銅(tong)和鎢,這類(lei)鋼(gang)的(de)(de)耐蝕性能(neng)高于22%Cr的(de)(de)雙相不(bu)銹鋼(gang)。


 超級(ji)雙相(xiang)不銹鋼型為含高鉬和氮,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。