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(xiu)鋼的性能特點是抗蝕能力較優、強度高且加工性能較佳。與鐵素體不銹鋼(gang)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(shi)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)(shuang)(shuang)相(xiang)組(zu)織于1927年被(bei)Griffiths及(ji)(ji)Bain最先發(fa)(fa)現,20世紀30年代(dai)(dai)(dai)(dai)開始(shi),雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)得(de)到發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)和應(ying)用(yong),典(dian)(dian)型代(dai)(dai)(dai)(dai)表為(wei)(wei)(wei)法(fa)國(guo)(guo)在(zai)(zai)(zai)1935年取得(de)了(le)(le)(le)(le)Uranus50 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)專利。時至(zhi)今日(ri)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)已經有(you)了(le)(le)(le)(le)三(san)代(dai)(dai)(dai)(dai)歷程:第一(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)代(dai)(dai)(dai)(dai)表是(shi)(shi)(shi)美(mei)國(guo)(guo)20世紀40年代(dai)(dai)(dai)(dai)開發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)329鋼(gang)(gang)(gang)(gang),接著德國(guo)(guo)、英國(guo)(guo)、蘇(su)聯及(ji)(ji)日(ri)本(ben)都(dou)(dou)開始(shi)探究(jiu)(jiu)這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)。瑞典(dian)(dian)于20世紀60年代(dai)(dai)(dai)(dai)中(zhong)(zhong)期開發(fa)(fa)了(le)(le)(le)(le)3RE60鋼(gang)(gang)(gang)(gang),主(zhu)要目(mu)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)顯著增強雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)抗氯(lv)化(hua)物應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)破(po)裂能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)。第一(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)(shi)含(han)(han)C量(liang)低(di)、含(han)(han)Cr量(liang)為(wei)(wei)(wei)18%,具有(you)較優的(de)(de)(de)(de)焊接和成(cheng)型性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),被(bei)大(da)量(liang)地應(ying)用(yong)為(wei)(wei)(wei)抗氯(lv)化(hua)物應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)破(po)裂的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao);其(qi)(qi)缺點(dian)是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)焊接狀態下,因為(wei)(wei)(wei)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)含(han)(han)量(liang)高,導致焊縫熱(re)影響區(qu)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)下降(jiang),并(bing)且(qie)耐應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)破(po)裂性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)和耐晶間腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)相(xiang)比于基體(ti)(ti)金屬較弱(ruo)。因而(er)第一(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)實際(ji)運用(yong)被(bei)局(ju)限在(zai)(zai)(zai)非焊接狀態的(de)(de)(de)(de)條件下。第二(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)以阿維(wei)斯塔(ta)-波拉里特(te)(te)公司研究(jiu)(jiu)出的(de)(de)(de)(de)LDX2101為(wei)(wei)(wei)代(dai)(dai)(dai)(dai)表,這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)點(dian):一(yi)是(shi)(shi)(shi)大(da)多數都(dou)(dou)是(shi)(shi)(shi)超(chao)低(di)碳型,并(bing)且(qie)含(han)(han)有(you)增強抗腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)Mo(鉬)、Cu(銅(tong))及(ji)(ji)Si(錫)等(deng)元(yuan)素;二(er)是(shi)(shi)(shi)含(han)(han)N(氮(dan))元(yuan)素,N的(de)(de)(de)(de)加入降(jiang)低(di)了(le)(le)(le)(le)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben),減少了(le)(le)(le)(le)Ni的(de)(de)(de)(de)使用(yong),N作(zuo)為(wei)(wei)(wei)奧氏體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)素能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)夠提(ti)升富(fu)N奧氏體(ti)(ti)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)抗點(dian)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li),并(bing)且(qie)可(ke)與富(fu)Cr、Mo元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)獲(huo)得(de)平(ping)衡(heng),進而(er)增強雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)抗腐蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li),此外,N還(huan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)降(jiang)低(di)元(yuan)素Cr、Ni等(deng)在(zai)(zai)(zai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)α相(xiang)和γ相(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)差異,進而(er)降(jiang)低(di)DSS發(fa)(fa)生選擇(ze)性(xing)(xing)(xing)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)(xing)。第二(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)這(zhe)些特(te)(te)點(dian)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)促進了(le)(le)(le)(le)瑞典(dian)(dian)、日(ri)本(ben)、法(fa)國(guo)(guo)、英國(guo)(guo)及(ji)(ji)德國(guo)(guo)等(deng)國(guo)(guo)家開始(shi)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)第二(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。第三(san)代(dai)(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)以SAF2507、UR52N+、Zeron100等(deng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)為(wei)(wei)(wei)代(dai)(dai)(dai)(dai)表,該類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)在(zai)(zai)(zai)20世紀80年代(dai)(dai)(dai)(dai)后期稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)超(chao)級雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(Super DSS),其(qi)(qi)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)(shi)含(han)(han)C量(liang)只(zhi)有(you)0.01%~0.02%、含(han)(han)Mo約(yue)4%、含(han)(han)N約(yue)0.3%、含(han)(han)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)40%~45%,孔蝕(shi)(shi)當量(liang)(PREN)大(da)于40,其(qi)(qi)抗蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)較優。在(zai)(zai)(zai)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo),雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)以北(bei)京鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)研究(jiu)(jiu)總院于20世紀70年代(dai)(dai)(dai)(dai)中(zhong)(zhong)期開始(shi)研究(jiu)(jiu)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)DSS為(wei)(wei)(wei)標志(zhi),我國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)00Cr18Ni5Mo3Si2已經被(bei)收錄于國(guo)(guo)家標準(zhun)GB 3280、GB 1220、GB 4237.近年來,我國(guo)(guo)又成(cheng)功研制(zhi)了(le)(le)(le)(le)新(xin)型稀(xi)土(tu)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),這(zhe)一(yi)舉措在(zai)(zai)(zai)很大(da)程度上增強了(le)(le)(le)(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、工藝性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)及(ji)(ji)耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。韓(han)國(guo)(guo)于20世紀90年代(dai)(dai)(dai)(dai)發(fa)(fa)布了(le)(le)(le)(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(專利申請(qing)號(hao):96190623),其(qi)(qi)抗高溫(wen)氧化(hua)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)、熱(re)塑性(xing)(xing)(xing)、沖擊韌(ren)性(xing)(xing)(xing)及(ji)(ji)抗蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)都(dou)(dou)較優。國(guo)(guo)內外雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)典(dian)(dian)型牌號(hao)及(ji)(ji)化(hua)學成(cheng)分如表1.4所(suo)列。


