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，雙相不(bu)銹鋼(gang)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(xiang)不銹鋼管(guan)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,奧氏(shi)體形成元素(su)折合成鎳的(de)作用。該(gai)圖適用于 Cr-Ni 系,
其中: 鉻(ge)當(dang)量=w(Cr)+w(Mo)+1.5w(Si)+0.5w(Nb)
鎳當量(liang)=w(Ni)+30w(C)+0.5w(Mn)+30w(N)
從以(yi)上(shang)兩式中可(ke)以(yi)看(kan)出(chu),碳和氮形成的(de)影響較(jiao)鎳強,為鎳的(de)30倍(bei);硅形成a的(de)影響較(jiao)鉻強,為鉻的(de)1.5倍(bei)。從圖7-1可(ke)以(yi)查出(chu)鋼中兩相的(de)比例。設鋼具有如下成分: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, 鎳的當量(liang)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(ao)氏體不銹鋼。
當w(Cr)=28%,鎳當量為12%時(shi),鋼中(zhong)的組織即(ji)為含鐵(tie)素體80%、含奧氏體20%的雙相組織。
雙相不銹鋼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)雙相不銹鋼(gang)(gang)的鑄造性(xing)能良(liang)好(hao)。實踐證明,正確地(di)控制鋼(gang)(gang)液(ye)中的氫含量是(shi)獲得(de)致密鑄件的關鍵之一。
奧(ao)氏(shi)體(ti)-鐵(tie)(tie)素體(ti)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼管(guan)的(de)熱塑性(xing)比奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼管(guan)差，因(yin)此雙相(xiang)不銹(xiu)鋼的(de)鍛(duan)(duan)造(zao)性(xing)能差。這是因(yin)為(wei)奧(ao)氏(shi)體(ti)與鐵(tie)(tie)素體(ti)的(de)形變不同,受外力(li)(li)作用(yong)時,8鐵(tie)(tie)素體(ti)與奧(ao)氏(shi)體(ti)變形程(cheng)度不均勻,產生(sheng)了(le)附加應力(li)(li),并降低(di)了(le)晶(jing)粒間(jian)的(de)結合力(li)(li)。此外,鐵(tie)(tie)素體(ti)在大約(yue)950℃以下保溫,有析(xi)出相(xiang)等(deng)脆化相(xiang)的(de)危險(xian),從而降低(di)了(le)鋼的(de)塑性(xing),導致變形困難。因(yin)此,在鍛(duan)(duan)造(zao)奧(ao)氏(shi)體(ti)-鐵(tie)(tie)素體(ti)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼的(de)鍛(duan)(duan)件時,必(bi)須嚴格控制鍛(duan)(duan)造(zao)工藝(yi),并且(qie)在開(kai)始1~2次鍛(duan)(duan)造(zao)時,變形量不宜太大,只需輕輕鍛(duan)(duan)打。
雙相不銹(xiu)鋼的(de)鍛(duan)(duan)造工藝規范(fan)是,始鍛(duan)(duan)溫度(du)(du)為1100~1150℃,終鍛(duan)(duan)溫度(du)(du)≥950°C。
雙(shuang)相不銹鋼(gang)的切削性能與(yu)奧氏體不銹鋼(gang)相當。
雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)管的(de)耐蝕(shi)性(xing)能，主要取決于鈍化元素(su)的(de)含量及(ji)其在兩(liang)相(xiang)(xiang)中的(de)分配。一般來說,雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)管耐蝕(shi)性(xing)，大體(ti)上同鉻含量相(xiang)(xiang)當的(de)高鉻鐵素(su)體(ti)型或鉻鎳奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang) 接(jie)近,并受相(xiang)(xiang)比例的(de)左右。有些鋼(gang)種(如022Cr26Ni6Mo2N 鋼(gang)、022Cr22Ni5Mo3N、06Cr17Mn13Mo2N、ZG07Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N等)在濃硝酸(suan)、稀鹽酸(suan)、中等濃度的(de)硫酸(suan)、磷酸(suan)、醋(cu)酸(suan)和(he)尿素(su)工藝介(jie)質(zhi)中,雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)比普通的(de)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)具有更優越(yue)的(de)耐蝕(shi)性(xing)。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)具有(you)(you)優(you)(you)良(liang)的(de)(de)(de)(de)耐晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng),其性能(neng)優(you)(you)于(yu)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。這與雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)鋼(gang)中存(cun)在均勻分(fen)布的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)有(you)(you)關。雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)產生(sheng)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)程度(du)與兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)例(li)也有(you)(you)關。當(dang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)量(liang)(liang)(liang)不(bu)(bu)大(da)時,相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)以(yi)孤島狀被奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)晶(jing)(jing)(jing)粒所包圍,即(ji)使被腐(fu)(fu)蝕(shi)也因(yin)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)未(wei)能(neng)連續成網絡而不(bu)(bu)致(zhi)于(yu)造成更大(da)的(de)(de)(de)(de)危(wei)險。隨著彌散鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增加、晶(jing)(jing)(jing)界(jie)總面積(ji)的(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對降低了(le)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)碳化(hua)物(wu)析出濃度(du))和(he)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)及其內(nei)側(ce)能(neng)夠(gou)吸收更多的(de)(de)(de)(de)碳化(hua)物(wu),當(dang)達到一定的(de)(de)(de)(de)極限(xian)x相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)含(han)量(liang)(liang)(liang)以(yi)上時,可以(yi)消(xiao)除(chu)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)傾向(xiang)。但是當(dang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang)(liang)過多,呈連續網絡狀分(fen)布,則(ze)其抗晶(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)能(neng)力(li)變(bian)差(cha)。因(yin)此,控(kong)制(zhi)適宜(yi)的(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)(bi)例(li)、防止相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)聚集長大(da)和(he)采取正確的(de)(de)(de)(de)熱處理工藝(yi)是十分(fen)重要的(de)(de)(de)(de)。與奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)(bi),奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有(you)(you)更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)耐應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂性能(neng)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂性能(neng),會隨著鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增加而提(ti)(ti)高(gao)(gao),在約含(han)50%鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對斷裂敏(min)感性最(zui)小(xiao)。過多的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang)(liang),會顯示(shi)高(gao)(gao)鉻鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)所具有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)缺點(dian)。
雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管耐氯(lv)化物應力腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂性能,在(zai)高應力下與奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)同,短時間內即產生裂紋,在(zai)低應力下壽命較長(chang),顯示出一定的優越性。
雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼管的強度,特別是(shi)屈服(fu)強度顯著提高,與18-8型奧(ao)氏體(ti)不銹鋼相(xiang)(xiang)(xiang)比是(shi)其兩倍。采用雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼制(zhi)造的容器的壁厚(hou)比奧(ao)氏體(ti)不銹鋼減(jian)少(shao)30%~50%,降(jiang)低了生產成本。
雙相不銹鋼管優越的(de)力學性能(neng)(neng)和耐腐蝕(shi)的(de)綜合性能(neng)(neng),為其(qi)在石化(hua)設備、造船(chuan)等行業開(kai)拓了廣(guang)闊的(de)應用(yong)前景。
