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。與鐵素(su)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;與奧氏體(ti)不銹鋼相比,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)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)組織于(yu)1927年被Griffiths及(ji)(ji)Bain最先發(fa)(fa)(fa)(fa)現,20世(shi)(shi)(shi)紀(ji)30年代(dai)(dai)開(kai)始(shi),雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)得到(dao)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)和應(ying)用(yong)(yong),典(dian)型代(dai)(dai)表(biao)為(wei)(wei)法國在(zai)(zai)1935年取得了Uranus50 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)(de)專利。時至今日雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)已(yi)經有了三代(dai)(dai)歷程:第一(yi)代(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)(dai)表(biao)是美國20世(shi)(shi)(shi)紀(ji)40年代(dai)(dai)開(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)329鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),接著德國、英(ying)(ying)國、蘇(su)聯及(ji)(ji)日本(ben)都(dou)開(kai)始(shi)探究這(zhe)(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種。瑞(rui)典(dian)于(yu)20世(shi)(shi)(shi)紀(ji)60年代(dai)(dai)中(zhong)期開(kai)發(fa)(fa)(fa)(fa)了3RE60鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),主(zhu)要(yao)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是顯著增(zeng)(zeng)強(qiang)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氯化(hua)物(wu)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂能力(li)。第一(yi)代(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性(xing)(xing)(xing)是含(han)C量低(di)(di)、含(han)Cr量為(wei)(wei)18%,具有較(jiao)(jiao)優(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接和成(cheng)型性(xing)(xing)(xing)能,被大量地應(ying)用(yong)(yong)為(wei)(wei)抗(kang)(kang)氯化(hua)物(wu)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料;其缺點(dian)是在(zai)(zai)焊(han)接狀(zhuang)態下(xia)(xia),因(yin)為(wei)(wei)鐵素(su)(su)體含(han)量高,導致焊(han)縫熱(re)影(ying)響區韌性(xing)(xing)(xing)下(xia)(xia)降(jiang),并(bing)且耐應(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂性(xing)(xing)(xing)能和耐晶間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能相(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)于(yu)基體金屬較(jiao)(jiao)弱(ruo)。因(yin)而第一(yi)代(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際運(yun)用(yong)(yong)被局限(xian)在(zai)(zai)非焊(han)接狀(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件下(xia)(xia)。第二(er)代(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)以(yi)阿維(wei)斯塔-波拉(la)里特公(gong)司(si)研究出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)LDX2101為(wei)(wei)代(dai)(dai)表(biao),這(zhe)(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian):一(yi)是大多數都(dou)是超(chao)低(di)(di)碳型,并(bing)且含(han)有增(zeng)(zeng)強(qiang)抗(kang)(kang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Mo(鉬(mu))、Cu(銅)及(ji)(ji)Si(錫)等(deng)元素(su)(su);二(er)是含(han)N(氮)元素(su)(su),N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入降(jiang)低(di)(di)了材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben),減(jian)少了Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong),N作(zuo)為(wei)(wei)奧(ao)氏體形(xing)成(cheng)元素(su)(su)能夠提升富N奧(ao)氏體相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)能力(li),并(bing)且可與富Cr、Mo元素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)獲得平(ping)衡,進(jin)(jin)而增(zeng)(zeng)強(qiang)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)抗(kang)(kang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能力(li),此外,N還能降(jiang)低(di)(di)元素(su)(su)Cr、Ni等(deng)在(zai)(zai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)α相(xiang)(xiang)(xiang)和γ相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi),進(jin)(jin)而降(jiang)低(di)(di)DSS發(fa)(fa)(fa)(fa)生選擇(ze)性(xing)(xing)(xing)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能性(xing)(xing)(xing)。第二(er)代(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)些(xie)特點(dian)性(xing)(xing)(xing)能促進(jin)(jin)了瑞(rui)典(dian)、日本(ben)、法國、英(ying)(ying)國及(ji)(ji)德國等(deng)國家(jia)開(kai)始(shi)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)第二(er)代(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。第三代(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)以(yi)SAF2507、UR52N+、Zeron100等(deng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種為(wei)(wei)代(dai)(dai)表(biao),該類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)在(zai)(zai)20世(shi)(shi)(shi)紀(ji)80年代(dai)(dai)后期稱為(wei)(wei)超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(Super DSS),其特性(xing)(xing)(xing)是含(han)C量只(zhi)有0.01%~0.02%、含(han)Mo約4%、含(han)N約0.3%、含(han)鐵素(su)(su)體40%~45%,孔蝕(shi)(shi)(shi)當量(PREN)大于(yu)40,其抗(kang)(kang)蝕(shi)(shi)(shi)能力(li)較(jiao)(jiao)優(you)。在(zai)(zai)中(zhong)國,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)以(yi)北京鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵研究總院于(yu)20世(shi)(shi)(shi)紀(ji)70年代(dai)(dai)中(zhong)期開(kai)始(shi)研究發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)DSS為(wei)(wei)標志,我(wo)國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)00Cr18Ni5Mo3Si2已(yi)經被收錄(lu)于(yu)國家(jia)標準GB 3280、GB 1220、GB 4237.近年來,我(wo)國又成(cheng)功(gong)研制了新型稀土雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),這(zhe)(zhe)一(yi)舉措在(zai)(zai)很大程度上增(zeng)(zeng)強(qiang)了雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)(xing)能、工藝性(xing)(xing)(xing)能及(ji)(ji)耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能。韓國于(yu)20世(shi)(shi)(shi)紀(ji)90年代(dai)(dai)發(fa)(fa)(fa)(fa)布了雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(專利申請號(hao):96190623),其抗(kang)(kang)高溫氧化(hua)能力(li)、熱(re)塑性(xing)(xing)(xing)、沖(chong)擊韌性(xing)(xing)(xing)及(ji)(ji)抗(kang)(kang)蝕(shi)(shi)(shi)能力(li)都(dou)較(jiao)(jiao)優(you)。國內外雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)典(dian)型牌號(hao)及(ji)(ji)化(hua)學成(cheng)分如表(biao)1.4所列。


