由于現代工業技術的發展,傳統的奧氏體不銹鋼經常遭到晶間腐蝕、點腐蝕、縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)、應力(li)腐蝕(shi)等局部腐蝕的破壞,雙相不銹鋼在上述腐蝕類型中表現出了某些優越性,為其發展與應用帶來了巨大的動力。
雙(shuang)相不銹鋼是指在(zai)奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼的基礎上提高鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)鉻、錳、硅、鈮等元素(su)含量(liang),降(jiang)低奧氏(shi)體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)鎳(nie)、碳、錳、氮的含量(liang),從而得到(dao)的奧氏(shi)體(ti)(ti)-鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)雙(shuang)相組織,它兼(jian)有(you)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)和奧氏(shi)體(ti)(ti)鋼的性(xing)能特點(dian),而且此兩相組織要獨立存(cun)在(zai),且含量(liang)較大。
雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼的物理(li)性能(neng)介于(yu)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)鋼和奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)鋼之間(jian),與奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)鋼相(xiang)比,熱(re)導率大,熱(re)膨(peng)脹(zhang)系數小(xiao),并具有鐵(tie)磁(ci)性。一(yi)般認為(wei),在奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)上(shang)(shang)有大于(yu)或等(deng)于(yu)15%的鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)或在鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)上(shang)(shang)有大于(yu)或等(deng)于(yu)15%的奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti),均可稱為(wei)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)+鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼,簡(jian)稱為(wei)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼。
奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)存(cun)在降(jiang)低(di)(di)了鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)脆性(xing)和晶粒長(chang)大速度,提(ti)(ti)高(gao)了韌(ren)性(xing)和可焊(han)性(xing);鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)存(cun)在提(ti)(ti)高(gao)了奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)屈服(fu)(fu)強(qiang)度,耐應力腐(fu)蝕、晶間腐(fu)蝕和孔蝕性(xing)能也(ye)顯著提(ti)(ti)高(gao)。雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)屈服(fu)(fu)強(qiang)度約為18-8型奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)2~3倍,抗(kang)拉強(qiang)度與奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)相(xiang)(xiang)當,斷裂伸長(chang)率較(jiao)低(di)(di)。由于雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含量(liang)較(jiao)多(duo),雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)仍保(bao)留有(you)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)脆性(xing)問題。隨鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)比(bi)例增(zeng)大,鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)降(jiang)低(di)(di),脆性(xing)傾向增(zeng)大。但由于奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)存(cun)在,雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)脆性(xing)傾向明顯比(bi)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)要(yao)低(di)(di)。
雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)連續使用的(de)(de)(de)溫度(du)范圍為(wei)-50℃~250℃,一(yi)般不宜在(zai)300℃以(yi)上使用。雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)一(yi)般含鉻(ge)18%~28%,鎳(nie)的(de)(de)(de)含量(liang)(liang)不超過8%,往(wang)往(wang)加入鉬(mu)、銅、鈦、鈮等元素提(ti)高(gao)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)。由(you)于(yu)鎳(nie)含量(liang)(liang)低(di),價格并不比奧氏體鋼(gang)更高(gao)。雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)具有(you)優良的(de)(de)(de)冷、熱(re)(re)加工性(xing)(xing)(xing)能和(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)能,焊(han)(han)接(jie)(jie)后熱(re)(re)裂(lie)的(de)(de)(de)傾向(xiang)比奧氏體鋼(gang)低(di),脆化傾向(xiang)比鐵素體鋼(gang)低(di)。但焊(han)(han)接(jie)(jie)會導致焊(han)(han)縫(feng)區域鐵素體含量(liang)(liang)增多以(yi)及(ji)晶(jing)間腐蝕(shi)敏感性(xing)(xing)(xing)增大,為(wei)了保證焊(han)(han)縫(feng)性(xing)(xing)(xing)能,雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)應采用特定鋼(gang)種推薦(jian)的(de)(de)(de)專用焊(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)和(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)規范,焊(han)(han)后焊(han)(han)縫(feng)組(zu)織中應含有(you)50%左右的(de)(de)(de)奧氏體相(xiang)。為(wei)了避(bi)免(mian)脆性(xing)(xing)(xing)相(xiang)析出,高(gao)鉻(ge)鉬(mu)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)熱(re)(re)處理及(ji)熱(re)(re)加上溫度(du)不能低(di)于(yu)950℃,低(di)鉻(ge)鉬(mu)鋼(gang)不能低(di)于(yu)900℃。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)通常的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質中(zhong)都(dou)能(neng)(neng)鈍化(hua),所以具(ju)有很好的(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng),以18-5型(xing)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)為例,它耐(nai)硫(liu)酸、鹽酸、甲(jia)酸、磷酸、草酸腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng)均優于(yu)(yu)奧氏(shi)體(ti)316L型(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang),僅是耐(nai)硝酸腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)稍差,Cr21 和Cr25型(xing)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)各種介質中(zhong)的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)都(dou)超過316L鋼(gang)(gang)(gang)。雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)突出優點是耐(nai)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破裂,其主要原(yuan)因(yin)是:由于(yu)(yu)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)組織存在(zai)(zai),應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)裂紋在(zai)(zai)穿過相(xiang)(xiang)(xiang)界時頻(pin)繁(fan)受阻,擴展困難;雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)屈服強度較高(gao),在(zai)(zai)相(xiang)(xiang)(xiang)同外(wai)加壓力(li)下不(bu)(bu)易發生滑(hua)移變形,裂紋難于(yu)(yu)形成;鐵素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)對于(yu)(yu)奧氏(shi)體(ti)是陽(yang)極(ji),對奧氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)可(ke)起到一定的(de)陰極(ji)保護(hu)作用。即便(bian)在(zai)(zai)多硫(liu)酸和高(gao)溫水中(zhong),雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)也有很強的(de)耐(nai)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破裂能(neng)(neng)力(li)。
雙相不銹鋼通常分為四類:
1. 低(di)合金型雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang):這類鋼(gang)(gang)的合金成分(fen)以鉻、鎳(nie)為主,且(qie)含量(liang)偏低(di)。點(dian)蝕當量(liang)指數(shu)PRF不大于25。
2. 中合金(jin)型(xing)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang):與低合金(jin)型(xing)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)相(xiang)比,加入了鉬或銅。點蝕當量(liang)指數 PRE在25~35之間。
3. 高合金(jin)型雙相不銹鋼(gang):這類(lei)鋼(gang)有較高含量(liang)的鉻、鎳及鉬、銅(tong)等合金(jin)元(yuan)素,點蝕當量(liang)指數PRE在35~40之間。
4. 超(chao)級雙相不銹鋼:這類鋼除含有較(jiao)高(gao)量的鉻、鎳、鉬、氨合金元素(su)(su)外,有的還(huan)加入鎢(wu)、銅元素(su)(su)。點蝕(shi)當(dang)量指數PRE大于40。

