材料  雙相不銹鋼詳解

雙相不銹鋼（Duplex Stainless Steel，通稱DSS），指金相組織與馬氏體各約為50%，一般偏少相含量至少也必須達(dá)到30%不銹鋼。在含C相對(duì)較低的前提下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有一些鋼還帶有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金成分。

此類鋼兼具馬氏體和鐵素體不銹鋼的特征，與珠光體對(duì)比，可塑性、延展性更高一些，無常溫延性，耐應(yīng)力腐蝕性能和電焊焊接性能均顯著提升，另外還維持有鐵素體不銹鋼的475℃延性及其傳熱系數(shù)高，具備超塑性等優(yōu)點(diǎn)。與奧氏體不銹鋼對(duì)比，強(qiáng)度大且耐氫脆和耐氟化物應(yīng)力腐蝕有明顯增強(qiáng)。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼板。

結(jié)構(gòu)和種類

雙相不銹鋼因?yàn)榫邆漶R氏體 金相組織兩相機(jī)構(gòu)，且兩個(gè)相組織含量基本上非常，故兼具奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特征。抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到400Mpa~550MPa，是一般奧氏體不銹鋼的2倍。與鐵素體不銹鋼對(duì)比，雙相不銹鋼的柔韌性高，脆性轉(zhuǎn)變溫度低，耐應(yīng)力腐蝕性能和電焊焊接性能均顯著提升；同時(shí)也保存了鐵素體不銹鋼的一些特性，如475℃延性、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小，具備超塑性及帶磁等。與奧氏體不銹鋼對(duì)比，雙相不銹鋼的強(qiáng)度大，尤其是抗拉強(qiáng)度顯著提升，且耐孔蝕性、耐應(yīng)力腐蝕、抗腐蝕疲憊等性能也有明顯改進(jìn)。

雙相不銹鋼按照其成分歸類，可以分為Cr18型、Cr23(沒有Mo)型、Cr22型Cr25型四類。針對(duì)Cr25型雙相不銹鋼可以分為通用型和非常雙相不銹鋼，在其中運(yùn)用比較多的是Cr22型Cr25型。在我國(guó)所采用的雙相不銹鋼以德國(guó)產(chǎn)占多數(shù)，實(shí)際型號(hào)有：3RE60(Cr18型)，SAF2304(Cr23型)，SAF2205(Cr22型)，SAF2507(Cr25型)。

雙相不銹鋼歸類

第一類屬合金結(jié)構(gòu)鋼型，意味著型號(hào)UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），鋼中沒有鉬，PREN數(shù)值24-25，在耐應(yīng)力腐蝕層面可取代AISI304或316應(yīng)用。

第二類屬中鋁合金型，意味著型號(hào)是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN數(shù)值32-33，其耐腐蝕性能處于AISI 316L和6%Mo N奧氏體不銹鋼中間。

第三類屬高合金型，一般含25%Cr，還帶有鉬和氮，有些還帶有銅與鎢，規(guī)范型號(hào)UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），PREN數(shù)值38-39，這類鋼的耐腐蝕性能高過22%Cr的雙相不銹鋼。

第四類屬非常雙相不銹鋼型，含高鉬和氮，規(guī)范型號(hào)UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,有些也含鎢和銅,PREN值超過40,可適用于嚴(yán)苛的物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),具有較好的耐腐蝕與結(jié)構(gòu)力學(xué)綜合型 能，能與非常奧氏體不銹鋼相提并論。

雙相不銹鋼型號(hào)

在我國(guó)新規(guī)范GB/T 20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化學(xué)成分》中加入很多雙相不銹鋼型號(hào)。如：14Cr18Ni11Si4AlTi、022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。此外：有名的2205雙相鋼等同于我們國(guó)家的022Cr23Ni5Mo3N.。

雙相鋼性能特性

因?yàn)閮上嘟M織的特征，根據(jù)恰當(dāng)操縱成分和熱處理方法，使雙相不銹鋼兼具鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)勢(shì)，這將奧氏體不銹鋼具有的優(yōu)質(zhì)韌性焊接性能與鐵素體不銹鋼具有的較高韌性和耐氟化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起，正是這些優(yōu)異的性能使雙相不銹鋼做為可焊接結(jié)構(gòu)材料蓬勃發(fā)展，80年代以來已經(jīng)成為和馬氏體型、奧氏體型和金相組織型不銹鋼板并列一個(gè)鋼類。雙相不銹鋼有如下性能特性：

1）含鉬雙相不銹鋼在低應(yīng)力下有較好的耐氟化物應(yīng)力腐蝕性能。一般18-8型奧氏體不銹鋼在60°C之上中性化氟化物水溶液很容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂，在少量氟化物及氯化氫工業(yè)生產(chǎn)介質(zhì)中用這樣的類不銹鋼板制造出來的換熱器、空調(diào)蒸發(fā)器等設(shè)施都存在造成應(yīng)力腐蝕斷裂的趨向，而雙相不銹鋼卻有較好的抵抗力。2）含鉬雙相不銹鋼有較好的耐孔蝕性能。在具有相同的孔蝕抵抗力當(dāng)量值（PRE=Cr% 3.3Mo% 16N%）時(shí)，雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼的臨界值孔蝕電位差差不多。雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼耐孔蝕性能與AISI 316L非常。含25%Cr的，特別是中氮的高鉻雙相不銹鋼的耐孔蝕和韌性斷裂性能超過AISI 316L。3）具有較好的抗腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。在一些腐蝕性物質(zhì)的條件下，適用制做泵、閥等機(jī)電設(shè)備。4）綜合性結(jié)構(gòu)力學(xué)性能好。有較高的強(qiáng)度疲勞極限，抗拉強(qiáng)度是18-8型奧氏體不銹鋼的2倍。固溶處理態(tài)的拉伸強(qiáng)度做到25%，延展性值A(chǔ)K（V型槽口）在100J之上。5）可鍛性優(yōu)良，熱裂趨向小，一般焊前無需要加熱，焊后無需要熱處理工藝，能與18-8型奧氏體不銹鋼或高碳鋼等異形電焊焊接。6）含低鉻（18%Cr）的雙相不銹鋼熱處理環(huán)境溫度比18-8型奧氏體不銹鋼寬，抵抗力小，并不通過煅造，立即冷軋初軋生產(chǎn)制造厚鋼板。含高鉻（25%Cr）的雙相不銹鋼熱處理比奧氏體不銹鋼稍顯艱難，可以生產(chǎn)板、管和絲等商品。7）冷拉時(shí)比18-8型奧氏體不銹鋼冷作硬化效用大，在管、板承載變型前期，需增加比較大地應(yīng)力才可以變型。8）與奧氏體不銹鋼對(duì)比，傳熱系數(shù)大，熱膨脹系數(shù)小，適宜作為機(jī)器的內(nèi)襯生產(chǎn)夾芯板。也非常適合制做換熱器的管芯，傳熱效率比奧氏體不銹鋼高。9）依然存在高鉻鐵素體不銹鋼的各類延性趨向，不適合用于高過300°C的工作性質(zhì)。雙相不銹鋼中含鎂量愈低，σ等延性相的危害也越小。

雙相不銹鋼主要用途

用以煉油廠、有機(jī)肥、造紙工業(yè)、原油、化工廠等耐海面耐熱濃硫酸等換熱器和冷淋器及元器件