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。雙相不(bu)銹(xiu)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)銹鋼(gang)(gang)在C含(han)量較低的情況下,Cr含(han)量在18%~28%,Ni含(han)量在3%~10%。有些鋼(gang)(gang)還含(han)有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素(su)。該類鋼(gang)(gang)兼有奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)和鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的特點(dian)(dian),與鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)相(xiang)比(bi),塑(su)性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)更高(gao),無(wu)室溫(wen)脆性(xing)(xing),耐(nai)(nai)晶間腐蝕性(xing)(xing)能和焊接性(xing)(xing)能均顯(xian)著提高(gao),同時還保持(chi)有鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的475℃脆性(xing)(xing)以及(ji)熱(re)導率(lv)高(gao),具(ju)有超(chao)塑(su)性(xing)(xing)等特點(dian)(dian)。與奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)相(xiang)比(bi),強(qiang)度(du)高(gao)且(qie)耐(nai)(nai)晶間腐蝕和耐(nai)(nai)氯化物應力腐蝕有明(ming)顯(xian)提高(gao)。雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)具(ju)有優(you)良的耐(nai)(nai)孔(kong)蝕性(xing)(xing)能,也是一種節鎳不(bu)銹鋼(gang)(gang)。


  奧(ao)氏體(ti)+鐵(tie)素體(ti)(雙相(xiang))不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是(shi)指基(ji)體(ti)兼(jian)有奧(ao)氏體(ti)和鐵(tie)素體(ti)兩(liang)相(xiang)組(zu)織并兼(jian)備兩(liang)者的特征,一(yi)般(ban)它比奧(ao)氏體(ti)系列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)強度高(gao),耐腐(fu)蝕性(xing)能也更優越。但是(shi)由于高(gao)溫而脆(cui)化(hua),所以一(yi)般(ban)要(yao)求(qiu)在大約(yue)300℃以下用。在常溫下顯(xian)示出磁性(xing),可(ke)通(tong)過冷(leng)加工(gong)使其強化(hua)的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。


  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)。


  主要特點是(shi):在(zai)高溫下基本為鐵素體組(zu)織,在(zai)冷卻至室溫時具有(you)30%~50%鐵素體+奧氏體雙相組(zu)織。屈服強度高、超強的耐點蝕、耐應力腐蝕能(neng)力,易于(yu)成形和焊接。


  由于雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼具(ju)有(you)兩相(xiang)組織的(de)特點,通過(guo)正確控制化(hua)學成分和(he)熱處(chu)理工藝(yi),使雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼兼(jian)有(you)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼和(he)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)優(you)點。它(ta)將奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼所(suo)具(ju)有(you)的(de)優(you)良韌(ren)性(xing)和(he)焊接性(xing)與(yu)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼所(suo)具(ju)有(you)的(de)較高強(qiang)度和(he)耐(nai)氯化(hua)物應力腐蝕性(xing)能結(jie)合在一起,正是這些優(you)越的(de)性(xing)能使雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼作為可焊接的(de)結(jie)構(gou)材料而迅速(su)發展(zhan),20世(shi)紀(ji)80年(nian)代以來,雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼已成為和(he)馬(ma)氏(shi)體型(xing)、奧氏(shi)體型(xing)和(he)鐵素(su)體型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼并列(lie)的(de)一個鋼類。


 雙相不銹鋼有以下性能特點:


  ①. 含鉬(mu)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼在低應力下有良好的(de)耐氯(lv)化(hua)(hua)物應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能。一(yi)般18-8型奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼在60℃以上中性(xing)氯(lv)化(hua)(hua)物溶液中容(rong)易發生(sheng)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷裂,在微(wei)量氯(lv)化(hua)(hua)物及硫(liu)化(hua)(hua)氫工業介質中用(yong)這類不銹(xiu)鋼制造的(de)熱交換(huan)器、蒸發器等設備都(dou)存在著產生(sheng)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷裂的(de)傾向(xiang),而(er)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼卻(que)有良好的(de)抵抗能力。


  ②. 含(han)鉬雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)有良好的耐孔(kong)(kong)蝕(shi)性(xing)能。在具有相(xiang)同的孔(kong)(kong)蝕(shi)抗力(li)當量值(zhi)(PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N])時,雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的臨界孔(kong)(kong)蝕(shi)電位相(xiang)仿。雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐孔(kong)(kong)蝕(shi)性(xing)能與AISI316L相(xiang)當。含(han)25%Cr,尤(you)其是含(han)氮的高鉻雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的耐孔(kong)(kong)蝕(shi)和縫隙(xi)腐蝕(shi)性(xing)能超(chao)過了AISI 316L。


  ③. 具有良好的耐腐(fu)蝕疲勞和磨損(sun)腐(fu)蝕性能。在某些(xie)腐(fu)蝕介(jie)質的條件下,適用于(yu)制(zhi)作泵(beng)、閥等(deng)動力設備。


  ④. 綜合力(li)學性(xing)能(neng)好(hao)。有較高的(de)強度(du)和疲勞強度(du),屈服強度(du)是18-8型(xing)奧氏(shi)體不銹鋼的(de)2倍。固溶態的(de)延伸率達到(dao)25%,韌(ren)性(xing)值(zhi)Ak(V形(xing)槽(cao)口)在(zai)100J以上(shang)。


  ⑤. 可焊(han)性良(liang)好,熱(re)(re)裂(lie)傾向(xiang)小,一(yi)般(ban)焊(han)前(qian)不需預熱(re)(re),焊(han)后不需熱(re)(re)處(chu)理,可與(yu)18-8型(xing)奧氏(shi)體不銹鋼或碳鋼等異種焊(han)接。


  ⑥. 含低鉻(ge)(18%Cr)的雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼熱(re)加(jia)工溫度范圍比18-8型奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼寬,抗(kang)力(li)小,可(ke)不(bu)(bu)經(jing)過鍛造,直接軋(ya)制開坯(pi)生(sheng)產鋼板。含高鉻(ge)(25%Cr)的雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼熱(re)加(jia)工比奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼略顯(xian)困難,可(ke)以(yi)生(sheng)產板、管和絲等產品。


  ⑦. 冷加工時比18-8型奧氏(shi)體不銹鋼加工硬化(hua)效應大(da),在(zai)管(guan)、板(ban)承受變形初期(qi),需施加較大(da)應力(li)才能變形。


  ⑧. 與奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼相比(bi),熱導率大,線膨脹系數小,適(shi)合(he)用(yong)做設備的(de)襯里和(he)生產復合(he)板。也適(shi)合(he)制作熱交換器的(de)管芯,換熱效率比(bi)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼高。


  ⑨. 仍有高(gao)鉻鐵素體不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)各種脆性(xing)傾向(xiang),不(bu)宜用在高(gao)于300℃的(de)(de)工作(zuo)條件。雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)中鉻含量愈低,σ等脆性(xing)相(xiang)的(de)(de)危害(hai)性(xing)也愈小。


 雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有良好的(de)焊(han)接(jie)性(xing)能(neng),與鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)及(ji)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比,它既不(bu)像鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)焊(han)接(jie)熱(re)影響區,由(you)于晶粒嚴(yan)重粗化而使塑韌性(xing)大幅降低;也(ye)不(bu)像奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)那樣,對焊(han)接(jie)熱(re)裂紋比較(jiao)敏(min)感。


 雙相不銹(xiu)鋼由于(yu)其特殊的優點,廣泛應(ying)用(yong)于(yu)石(shi)油(you)化工設備、海水(shui)與(yu)廢水(shui)處理設備、輸油(you)輸氣管線、造紙機械等工業領域,近年來(lai)也被研究用(yong)于(yu)橋(qiao)梁承重結構(gou)領域,具有很好的發展前景。


 我國標(biao)(biao)準(zhun)GB/T 20878-2007《不銹鋼和耐(nai)熱鋼 牌(pai)號(hao)及化學成(cheng)分》中(zhong)加(jia)入了許多(duo)雙相(xiang)不銹鋼牌(pai)號(hao)。如 14Cr18Ni11Si4AlTi、022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多(duo)的牌(pai)號(hao)詳見(jian)標(biao)(biao)準(zhun)。


 另外,著名的(de)2205 雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)當于我國的(de)022Cr23Ni5Mo3N。


  雙(shuang)相不銹鋼(gang)可用(yong)于煉(lian)油、化(hua)(hua)肥、造紙、石油、化(hua)(hua)工(gong)等領域中耐(nai)海水、耐(nai)高溫、耐(nai)濃硝(xiao)酸等的(de)熱交(jiao)換器(qi)和冷淋器(qi)及器(qi)件。


 雙相不銹鋼(DSS)的主(zhu)要(yao)代(dai)表牌(pai)號一般可分(fen)為四類(lei):低合(he)金型(xing),代(dai)表牌(pai)號022Cr23Ni4MoCuN(2304);中合(he)金型(xing),代(dai)表牌(pai)號022Cr23Ni5Mo3N(2205);高合(he)金型(xing),代(dai)表牌(pai)號03Cr25Ni6Mo3Cu2N(225);超級雙相不銹鋼型(xing),標準(zhun)牌(pai)號022Cr25Ni7Mo4N(2507)。


  低合金型(xing) 022Cr23Ni4MoCuN(2304)不含鉬,在耐應力腐蝕方面可代替06Cr19Ni10(304)或06Cr17Ni12Mo2(316)使用(yong)。


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


  高合金(jin)型一般含(han)25%Cr,還含(han)有(you)鉬和氮(dan),有(you)的還含(han)銅和鎢,這類鋼的耐蝕性能高于22%Cr的雙相不銹鋼。


 超級雙相不銹鋼型為含高鉬和氮,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。