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(shuang)相不銹鋼對晶間腐蝕敏感小,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不銹鋼管中兩相的比例,見圖7-1。
鋼鐵素體形(xing)成(cheng)元(yuan)素折合(he)(he)成(cheng)鉻的作(zuo)用,奧氏(shi)體形(xing)成(cheng)元(yuan)素折合(he)(he)成(cheng)鎳的作(zuo)用。該(gai)圖適用于 Cr-Ni 系,
其中: 鉻當量=w(Cr)+w(Mo)+1.5w(Si)+0.5w(Nb)
鎳當(dang)量=w(Ni)+30w(C)+0.5w(Mn)+30w(N)
從(cong)以(yi)上兩式中(zhong)可以(yi)看出,碳和氮形成(cheng)的影響(xiang)較鎳強,為(wei)鎳的30倍;硅形成(cheng)a的影響(xiang)較鉻強,為(wei)鉻的1.5倍。從(cong)圖7-1可以(yi)查出鋼(gang)中(zhong)兩相的比例。設鋼(gang)具有如下成(cheng)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(zhong)情況下, 鎳的當量為: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(liang)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氏體不(bu)銹(xiu)鋼。
當w(Cr)=28%,鎳當量為(wei)(wei)12%時(shi),鋼中的組織(zhi)即為(wei)(wei)含(han)鐵素體80%、含(han)奧氏體20%的雙(shuang)相組織(zhi)。
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-鐵素體雙相(xiang)不銹鋼的鑄造性能(neng)良好。實踐(jian)證明(ming),正確地控(kong)制鋼液中(zhong)的氫含(han)量是獲得致密鑄件的關鍵之一(yi)。
奧氏(shi)體(ti)-鐵(tie)素(su)體(ti)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管的熱塑性比(bi)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管差，因(yin)此(ci)(ci)(ci)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的鍛(duan)造(zao)性能差。這是因(yin)為奧氏(shi)體(ti)與鐵(tie)素(su)體(ti)的形(xing)(xing)變不同,受外力作(zuo)用時,8鐵(tie)素(su)體(ti)與奧氏(shi)體(ti)變形(xing)(xing)程度(du)不均勻,產(chan)生(sheng)了(le)附加應(ying)力,并降低(di)了(le)晶粒間的結合力。此(ci)(ci)(ci)外,鐵(tie)素(su)體(ti)在(zai)大(da)(da)約950℃以下保溫,有析出相(xiang)(xiang)等脆化相(xiang)(xiang)的危(wei)險,從(cong)而(er)降低(di)了(le)鋼(gang)的塑性,導致變形(xing)(xing)困難。因(yin)此(ci)(ci)(ci),在(zai)鍛(duan)造(zao)奧氏(shi)體(ti)-鐵(tie)素(su)體(ti)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的鍛(duan)件時,必須嚴(yan)格控制鍛(duan)造(zao)工藝(yi),并且(qie)在(zai)開始1~2次鍛(duan)造(zao)時,變形(xing)(xing)量不宜太大(da)(da),只需輕輕鍛(duan)打。
雙相(xiang)不銹鋼的鍛(duan)造工(gong)藝規范是(shi),始(shi)鍛(duan)溫度為1100~1150℃,終(zhong)鍛(duan)溫度≥950°C。
雙相不銹(xiu)鋼(gang)的切削性能與奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)相當。
雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管的(de)耐蝕性能，主要(yao)取決(jue)于鈍化(hua)元素的(de)含量及其在(zai)兩相(xiang)中(zhong)(zhong)的(de)分配。一般(ban)來說,雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管耐蝕性，大體(ti)(ti)上同鉻(ge)含量相(xiang)當的(de)高鉻(ge)鐵素體(ti)(ti)型或鉻(ge)鎳奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang) 接(jie)近(jin),并受相(xiang)比(bi)例的(de)左右。有(you)些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(如022Cr26Ni6Mo2N 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、022Cr22Ni5Mo3N、06Cr17Mn13Mo2N、ZG07Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N等(deng))在(zai)濃硝酸、稀鹽(yan)酸、中(zhong)(zhong)等(deng)濃度的(de)硫酸、磷(lin)酸、醋酸和尿素工藝介(jie)質中(zhong)(zhong),雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)比(bi)普(pu)通的(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)有(you)更(geng)優越的(de)耐蝕性。
雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼管具有優良的(de)(de)(de)(de)(de)耐晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)性能(neng)(neng)(neng)(neng),其(qi)性能(neng)(neng)(neng)(neng)優于奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼。這與雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)鋼中存在均勻分布的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)有關。雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼產生晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)程度與兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)比例也有關。當(dang)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)量(liang)(liang)不大時,相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)以孤(gu)島狀(zhuang)被奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)晶(jing)(jing)粒所包圍,即(ji)使被腐蝕(shi)也因(yin)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)互未(wei)能(neng)(neng)(neng)(neng)連(lian)續成網(wang)絡(luo)而不致于造成更(geng)(geng)(geng)大的(de)(de)(de)(de)(de)危(wei)險(xian)。隨著(zhu)彌散鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增加、晶(jing)(jing)界(jie)總(zong)面積(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對降低了晶(jing)(jing)間碳(tan)化(hua)物析出濃度)和鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)及其(qi)內側能(neng)(neng)(neng)(neng)夠吸收更(geng)(geng)(geng)多的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物,當(dang)達到(dao)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)極限(xian)x相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)含(han)量(liang)(liang)以上時,可以消除(chu)晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)傾(qing)向。但是當(dang)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang)過多,呈連(lian)續網(wang)絡(luo)狀(zhuang)分布,則其(qi)抗晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)變差。因(yin)此,控制適(shi)宜(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例、防止相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)聚(ju)集長大和采(cai)取(qu)正確的(de)(de)(de)(de)(de)熱處理(li)工藝(yi)是十分重要的(de)(de)(de)(de)(de)。與奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比,奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼具有更(geng)(geng)(geng)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐應力(li)腐蝕(shi)開裂(lie)性能(neng)(neng)(neng)(neng)。雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼耐應力(li)腐蝕(shi)開裂(lie)性能(neng)(neng)(neng)(neng),會隨著(zhu)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增加而提(ti)(ti)高(gao)(gao),在約含(han)50%鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對斷裂(lie)敏感性最小。過多的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang),會顯(xian)示高(gao)(gao)鉻鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼所具有的(de)(de)(de)(de)(de)缺點。
雙(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)管耐氯化物應(ying)力腐(fu)蝕開裂性能,在高應(ying)力下(xia)與奧氏體不銹鋼(gang)(gang)相同,短時間內即(ji)產生裂紋(wen),在低應(ying)力下(xia)壽命較長(chang),顯(xian)示出(chu)一定的優(you)越性。
雙相(xiang)不銹(xiu)鋼管(guan)的強度(du),特別是屈(qu)服(fu)強度(du)顯著提高(gao),與18-8型奧氏體不銹(xiu)鋼相(xiang)比是其兩(liang)倍。采用雙相(xiang)不銹(xiu)鋼制造的容器的壁厚比奧氏體不銹(xiu)鋼減(jian)少30%~50%,降低了(le)生產成本。
雙相不銹鋼管優越的力學性(xing)能和耐腐(fu)蝕的綜合性(xing)能,為其在石化(hua)設備、造船等行業(ye)開拓了廣闊的應用前景。
