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(shuang)相不(bu)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中兩相的比例,見圖7-1。
鋼鐵素(su)體形成元素(su)折合成鉻的(de)作用,奧(ao)氏體形成元素(su)折合成鎳的(de)作用。該圖適用于 Cr-Ni 系,
其中: 鉻(ge)當量=w(Cr)+w(Mo)+1.5w(Si)+0.5w(Nb)
鎳當(dang)量(liang)=w(Ni)+30w(C)+0.5w(Mn)+30w(N)
從以(yi)上兩(liang)式中(zhong)可以(yi)看(kan)出,碳(tan)和氮形成(cheng)的(de)影(ying)響較鎳強,為鎳的(de)30倍;硅形成(cheng)a的(de)影(ying)響較鉻強,為鉻的(de)1.5倍。從圖7-1可以(yi)查出鋼中(zhong)兩(liang)相的(de)比例。設鋼具有(you)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)況下, 鎳的當(dang)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: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%,鎳當量為(wei)12%時,鋼(gang)中的組織即為(wei)含(han)鐵素體(ti)80%、含(han)奧氏體(ti)20%的雙相組織。
雙相不銹鋼(gang)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。
奧氏體(ti)-鐵素體(ti)雙相不(bu)銹鋼的鑄造性能良好。實(shi)踐證明(ming),正確地(di)控制鋼液中的氫含量是(shi)獲得致(zhi)密鑄件的關鍵(jian)之(zhi)一(yi)。
奧(ao)氏(shi)體(ti)-鐵(tie)素體(ti)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼管的(de)(de)熱塑性(xing)比(bi)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼管差，因此雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)鍛(duan)(duan)造(zao)性(xing)能差。這是(shi)因為奧(ao)氏(shi)體(ti)與(yu)鐵(tie)素體(ti)的(de)(de)形(xing)變(bian)不(bu)(bu)(bu)同,受外力作用(yong)時(shi)(shi)(shi),8鐵(tie)素體(ti)與(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)變(bian)形(xing)程度不(bu)(bu)(bu)均(jun)勻,產生了附加(jia)應(ying)力,并降低了晶粒間的(de)(de)結合力。此外,鐵(tie)素體(ti)在(zai)(zai)(zai)大約950℃以(yi)下保(bao)溫,有析出相(xiang)等(deng)脆(cui)化(hua)相(xiang)的(de)(de)危(wei)險,從而降低了鋼的(de)(de)塑性(xing),導致變(bian)形(xing)困難。因此,在(zai)(zai)(zai)鍛(duan)(duan)造(zao)奧(ao)氏(shi)體(ti)-鐵(tie)素體(ti)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)鍛(duan)(duan)件時(shi)(shi)(shi),必須嚴格(ge)控制(zhi)鍛(duan)(duan)造(zao)工藝,并且在(zai)(zai)(zai)開始1~2次鍛(duan)(duan)造(zao)時(shi)(shi)(shi),變(bian)形(xing)量(liang)不(bu)(bu)(bu)宜太大,只(zhi)需輕(qing)輕(qing)鍛(duan)(duan)打(da)。
雙相不銹鋼的鍛造工藝規范是,始鍛溫(wen)度為1100~1150℃,終鍛溫(wen)度≥950°C。
雙相不銹鋼(gang)的切(qie)削性能與奧氏體不銹鋼(gang)相當。
雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)能，主要取決于鈍化元素的(de)含量(liang)及其在兩相(xiang)中(zhong)的(de)分配。一般來說(shuo),雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)耐(nai)蝕(shi)性(xing)，大體上同鉻含量(liang)相(xiang)當的(de)高鉻鐵素體型(xing)或鉻鎳奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang) 接近(jin),并受(shou)相(xiang)比例的(de)左右。有些鋼(gang)種(zhong)(如022Cr26Ni6Mo2N 鋼(gang)、022Cr22Ni5Mo3N、06Cr17Mn13Mo2N、ZG07Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N等)在濃硝酸(suan)(suan)(suan)、稀鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)、中(zhong)等濃度(du)的(de)硫酸(suan)(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)(suan)、醋酸(suan)(suan)(suan)和尿素工藝介質中(zhong),雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)比普通(tong)的(de)奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具(ju)有更優越的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管具(ju)有(you)(you)優良(liang)的(de)(de)耐(nai)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)性(xing)能,其(qi)性(xing)能優于(yu)奧氏體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。這與(yu)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)中(zhong)存在(zai)均勻分(fen)布的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)有(you)(you)關。雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)產生晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)程(cheng)度與(yu)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)比(bi)例(li)也有(you)(you)關。當鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)量不大時(shi),相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)以(yi)孤島狀(zhuang)被(bei)奧氏體(ti)(ti)(ti)晶(jing)(jing)粒所包圍,即使被(bei)腐蝕(shi)(shi)也因相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互未能連續(xu)成(cheng)網絡(luo)而不致于(yu)造(zao)成(cheng)更大的(de)(de)危險。隨著彌(mi)散(san)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)量的(de)(de)增(zeng)加、晶(jing)(jing)界總面積的(de)(de)提(ti)高(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對降低了晶(jing)(jing)間(jian)碳化物析(xi)出濃度)和鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界及其(qi)內(nei)側能夠吸收更多的(de)(de)碳化物,當達到一定(ding)的(de)(de)極限x相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)含量以(yi)上(shang)時(shi),可以(yi)消除晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)傾向。但(dan)是當鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含量過多,呈連續(xu)網絡(luo)狀(zhuang)分(fen)布,則其(qi)抗(kang)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)能力變差。因此,控制適(shi)宜的(de)(de)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)例(li)、防止相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)聚集長大和采取正確的(de)(de)熱處理工藝是十分(fen)重要的(de)(de)。與(yu)奧氏體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比(bi),奧氏體(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)更高的(de)(de)耐(nai)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂(lie)(lie)性(xing)能。雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐(nai)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂(lie)(lie)性(xing)能,會隨著鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含量的(de)(de)增(zeng)加而提(ti)高,在(zai)約(yue)含50%鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對斷裂(lie)(lie)敏感性(xing)最小(xiao)。過多的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含量,會顯示高鉻鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)所具(ju)有(you)(you)的(de)(de)缺點。
雙(shuang)相不銹(xiu)鋼管耐氯化物應(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂性(xing)能,在高(gao)應(ying)力(li)下與(yu)奧氏體不銹(xiu)鋼相同,短時(shi)間內即產生(sheng)裂紋,在低應(ying)力(li)下壽命較長,顯示出一定的優越(yue)性(xing)。
雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)的(de)強(qiang)度,特別(bie)是(shi)屈服強(qiang)度顯(xian)著提高,與(yu)18-8型奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)比是(shi)其兩倍。采(cai)用雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)制造的(de)容器的(de)壁厚比奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)減少30%~50%,降低了生(sheng)產成本。
雙相不銹鋼管優(you)越(yue)的力學性能(neng)和(he)耐腐蝕的綜合性能(neng),為其在石化設備、造船等行業開拓(tuo)了(le)廣(guang)闊的應(ying)用(yong)前景。
