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(shuang)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(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在C含(han)量(liang)較低的(de)(de)情況下,Cr含(han)量(liang)在18%~28%,Ni含(han)量(liang)在3%~10%。有些鋼(gang)(gang)還含(han)有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素(su)。該(gai)類(lei)鋼(gang)(gang)兼有奧氏體(ti)(ti)和(he)鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)特點,與(yu)鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)比,塑(su)性(xing)、韌(ren)性(xing)更高(gao),無室溫(wen)脆性(xing),耐晶(jing)間(jian)腐蝕性(xing)能和(he)焊接性(xing)能均顯著(zhu)提高(gao),同時還保持有鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)475℃脆性(xing)以及(ji)熱(re)導率高(gao),具有超塑(su)性(xing)等特點。與(yu)奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)相(xiang)比,強(qiang)度高(gao)且耐晶(jing)間(jian)腐蝕和(he)耐氯化物應力腐蝕有明顯提高(gao)。雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有優良的(de)(de)耐孔(kong)蝕性(xing)能,也是一種節(jie)鎳不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。


  奧氏(shi)體(ti)(ti)+鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(雙(shuang)相)不銹鋼是指基體(ti)(ti)兼有奧氏(shi)體(ti)(ti)和鐵素(su)(su)體(ti)(ti)兩(liang)相組織并兼備兩(liang)者的(de)特(te)征,一般它比奧氏(shi)體(ti)(ti)系列不銹鋼強度高,耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)能也更優越。但是由于高溫而脆化(hua),所以一般要(yao)求在大約(yue)300℃以下(xia)用。在常溫下(xia)顯示出磁性(xing),可通過冷加工使其強化(hua)的(de)不銹鋼。


  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)。


  主要特點(dian)是:在高溫下(xia)基本(ben)為鐵(tie)素(su)體(ti)組(zu)織,在冷(leng)卻至室溫時具有(you)30%~50%鐵(tie)素(su)體(ti)+奧(ao)氏體(ti)雙(shuang)相組(zu)織。屈服強度高、超(chao)強的(de)耐點(dian)蝕、耐應力腐(fu)蝕能力,易于成(cheng)形和焊接。


  由于(yu)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)具有兩相(xiang)(xiang)組織的(de)特點,通過(guo)正確控制(zhi)化(hua)(hua)學(xue)成分和(he)熱處理工藝,使(shi)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)兼有鐵素(su)(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)優點。它(ta)將奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)所具有的(de)優良韌性和(he)焊接性與鐵素(su)(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)所具有的(de)較高強度和(he)耐氯化(hua)(hua)物應力腐(fu)蝕性能結合在(zai)一起,正是這些優越的(de)性能使(shi)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)作為可焊接的(de)結構材料而迅速發展,20世紀80年(nian)代以來,雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)已成為和(he)馬氏(shi)體(ti)型、奧(ao)氏(shi)體(ti)型和(he)鐵素(su)(su)(su)體(ti)型不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)并(bing)列(lie)的(de)一個鋼(gang)類。


 雙相不銹鋼有(you)以下性(xing)能(neng)特(te)點:


  ①. 含鉬雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼在(zai)低應(ying)力下有良好(hao)的耐氯化物(wu)(wu)應(ying)力腐蝕(shi)性能。一般18-8型奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鋼在(zai)60℃以(yi)上中性氯化物(wu)(wu)溶液中容(rong)易發(fa)生應(ying)力腐蝕(shi)斷(duan)裂,在(zai)微量氯化物(wu)(wu)及硫化氫工業介質中用這類不銹(xiu)(xiu)鋼制造的熱交換器(qi)(qi)、蒸發(fa)器(qi)(qi)等設備都(dou)存在(zai)著(zhu)產生應(ying)力腐蝕(shi)斷(duan)裂的傾向,而雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼卻有良好(hao)的抵抗能力。


  ②. 含鉬(mu)雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有良好的耐孔(kong)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能。在具有相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同的孔(kong)蝕(shi)(shi)抗力當量(liang)值(zhi)(PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N])時(shi),雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與(yu)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的臨界孔(kong)蝕(shi)(shi)電位相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)仿(fang)。雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與(yu)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐孔(kong)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能與(yu)AISI316L相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當。含25%Cr,尤其是含氮的高鉻雙相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的耐孔(kong)蝕(shi)(shi)和(he)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能超過了AISI 316L。


  ③. 具有良好的(de)耐腐蝕(shi)疲勞和(he)磨損腐蝕(shi)性能。在某些腐蝕(shi)介(jie)質的(de)條件下,適用于制作(zuo)泵、閥等動力設備。


  ④. 綜合力學(xue)性能好。有較高的(de)強(qiang)(qiang)度和疲勞(lao)強(qiang)(qiang)度,屈服強(qiang)(qiang)度是18-8型(xing)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)2倍。固(gu)溶(rong)態的(de)延(yan)伸率(lv)達到25%,韌(ren)性值Ak(V形槽(cao)口)在100J以上。


  ⑤. 可(ke)焊(han)性(xing)良好(hao),熱裂傾向小,一般焊(han)前不(bu)需預熱,焊(han)后(hou)不(bu)需熱處理,可(ke)與18-8型奧氏體(ti)不(bu)銹鋼或碳鋼等異種焊(han)接。


  ⑥. 含低鉻(18%Cr)的(de)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)熱(re)加工溫度范圍比(bi)18-8型(xing)奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)寬(kuan),抗(kang)力小,可(ke)不經(jing)過(guo)鍛造,直接軋制開坯(pi)生產(chan)(chan)鋼(gang)板。含高鉻(25%Cr)的(de)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)熱(re)加工比(bi)奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)略(lve)顯困(kun)難,可(ke)以生產(chan)(chan)板、管和(he)絲等產(chan)(chan)品。


  ⑦. 冷(leng)加工時比18-8型奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)加工硬化效應(ying)(ying)大,在管、板承(cheng)受變(bian)(bian)形(xing)初(chu)期,需(xu)施加較大應(ying)(ying)力才(cai)能變(bian)(bian)形(xing)。


  ⑧. 與奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼相比(bi)(bi),熱導率大,線(xian)膨脹系數小,適合(he)用(yong)做設(she)備的(de)襯里(li)和生產復合(he)板。也適合(he)制(zhi)作(zuo)熱交換器的(de)管(guan)芯(xin),換熱效(xiao)率比(bi)(bi)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼高。


  ⑨. 仍有高鉻鐵素體(ti)不銹鋼(gang)的(de)各種(zhong)脆性傾向,不宜用在高于(yu)300℃的(de)工作條件。雙相不銹鋼(gang)中鉻含(han)量愈低(di),σ等脆性相的(de)危(wei)害性也愈小。


 雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有良好的焊接性能,與鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)及奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比(bi),它(ta)既不(bu)(bu)像鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的焊接熱(re)影響(xiang)區,由于(yu)晶粒嚴重粗化(hua)而使塑韌性大幅降低;也不(bu)(bu)像奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)那樣(yang),對焊接熱(re)裂紋(wen)比(bi)較敏感。


 雙相不銹(xiu)鋼由于其特殊(shu)的(de)優點,廣泛應用(yong)于石油(you)化工設備、海水與(yu)廢水處理設備、輸油(you)輸氣管線、造紙(zhi)機械等工業(ye)領(ling)(ling)域,近年(nian)來(lai)也被(bei)研究用(yong)于橋梁承(cheng)重結構領(ling)(ling)域,具有很好的(de)發展前景(jing)。


 我(wo)國標準(zhun)GB/T 20878-2007《不(bu)銹鋼(gang)和耐熱鋼(gang) 牌號及化(hua)學成分》中加入了許多雙相不(bu)銹鋼(gang)牌號。如(ru) 14Cr18Ni11Si4AlTi、022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多的牌號詳見(jian)標準(zhun)。


 另外,著名的2205 雙(shuang)相不銹(xiu)鋼相當于我國的022Cr23Ni5Mo3N。


  雙(shuang)相不銹鋼可用(yong)于煉油(you)、化肥、造(zao)紙、石油(you)、化工等(deng)(deng)領(ling)域中耐海水、耐高溫、耐濃硝酸等(deng)(deng)的熱交換器(qi)和冷淋(lin)器(qi)及器(qi)件。


 雙相(xiang)不(bu)銹鋼(DSS)的主(zhu)要代(dai)表牌(pai)號一般可(ke)分(fen)為四類:低合(he)金型(xing)(xing),代(dai)表牌(pai)號022Cr23Ni4MoCuN(2304);中合(he)金型(xing)(xing),代(dai)表牌(pai)號022Cr23Ni5Mo3N(2205);高(gao)合(he)金型(xing)(xing),代(dai)表牌(pai)號03Cr25Ni6Mo3Cu2N(225);超級(ji)雙相(xiang)不(bu)銹鋼型(xing)(xing),標準(zhun)牌(pai)號022Cr25Ni7Mo4N(2507)。


  低合金型 022Cr23Ni4MoCuN(2304)不含(han)鉬(mu),在(zai)耐應力(li)腐(fu)蝕方面(mian)可代替06Cr19Ni10(304)或06Cr17Ni12Mo2(316)使用。


  中合金型 022Cr23Ni5Mo3N(2204)的耐(nai)蝕性能(neng)介于(yu)022Cr17Ni12Mo2(316L)和6%Mo+N奧氏體不銹鋼之間。


  高合金型(xing)一般含(han)25%Cr,還含(han)有(you)鉬(mu)和氮,有(you)的(de)還含(han)銅和鎢(wu),這類鋼(gang)的(de)耐蝕性能高于22%Cr的(de)雙相不銹鋼(gang)。


 超級雙相不銹(xiu)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。