由于現代工業技術的發展,傳統的奧氏體不銹鋼經常遭到晶間腐蝕、點腐蝕、縫隙腐蝕(shi)、應力腐蝕(shi)等局部腐蝕的破壞,雙相不(bu)銹鋼在上述腐蝕類型中表現出了某些優越性,為其發展與應用帶來了巨大的動力。
雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼是指在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)基(ji)礎上提高鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)鉻、錳(meng)、硅、鈮等元素(su)含(han)量,降低奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)鎳、碳(tan)、錳(meng)、氮的(de)含(han)量,從而(er)(er)得到的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)-鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)雙相(xiang)組織(zhi),它兼(jian)有鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)和奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼的(de)性能特點,而(er)(er)且(qie)此兩相(xiang)組織(zhi)要獨立存在(zai),且(qie)含(han)量較大。
雙相(xiang)不銹鋼的(de)物理性(xing)能介于(yu)(yu)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼和(he)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼之間,與(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼相(xiang)比(bi),熱導(dao)率大,熱膨脹(zhang)系數小,并具有鐵磁性(xing)。一般認為,在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)上有大于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)15%的(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)或在(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)上有大于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)15%的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti),均可稱(cheng)為奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)+鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)雙相(xiang)不銹鋼,簡稱(cheng)為雙相(xiang)不銹鋼。
奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)存(cun)在降(jiang)低了鐵素(su)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)脆性(xing)(xing)(xing)和(he)晶粒長(chang)大(da)速(su)度(du),提高(gao)了韌性(xing)(xing)(xing)和(he)可焊性(xing)(xing)(xing);鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)存(cun)在提高(gao)了奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du),耐應力腐蝕(shi)、晶間(jian)腐蝕(shi)和(he)孔蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能也顯(xian)(xian)著(zhu)提高(gao)。雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)約為18-8型(xing)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)2~3倍,抗拉強(qiang)度(du)與奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當,斷裂(lie)伸(shen)長(chang)率較(jiao)低。由于雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)中鐵素(su)體(ti)(ti)含(han)量較(jiao)多,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)仍(reng)保留(liu)有鐵素(su)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)脆性(xing)(xing)(xing)問題。隨鋼(gang)(gang)中鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比例增(zeng)大(da),鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)韌性(xing)(xing)(xing)降(jiang)低,脆性(xing)(xing)(xing)傾向增(zeng)大(da)。但由于奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)存(cun)在,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)脆性(xing)(xing)(xing)傾向明顯(xian)(xian)比鐵素(su)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)要低。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)連續使(shi)用(yong)的(de)溫度范圍為-50℃~250℃,一(yi)般不(bu)(bu)宜(yi)在300℃以上使(shi)用(yong)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)一(yi)般含(han)鉻(ge)18%~28%,鎳(nie)的(de)含(han)量(liang)不(bu)(bu)超過8%,往往加(jia)(jia)入鉬、銅(tong)、鈦、鈮(ni)等元素(su)提高(gao)(gao)耐蝕性。由于鎳(nie)含(han)量(liang)低(di),價格(ge)并不(bu)(bu)比(bi)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)更(geng)高(gao)(gao)。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具有優(you)良的(de)冷、熱(re)加(jia)(jia)工(gong)性能(neng)(neng)和焊(han)接性能(neng)(neng),焊(han)接后熱(re)裂的(de)傾向(xiang)比(bi)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低(di),脆化傾向(xiang)比(bi)鐵素(su)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低(di)。但焊(han)接會導(dao)致焊(han)縫(feng)區(qu)域鐵素(su)體(ti)(ti)含(han)量(liang)增多以及(ji)晶間腐蝕敏感性增大,為了保(bao)證焊(han)縫(feng)性能(neng)(neng),雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)接應(ying)采用(yong)特定鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種推(tui)薦的(de)專用(yong)焊(han)接材料(liao)和焊(han)接規范,焊(han)后焊(han)縫(feng)組織中(zhong)應(ying)含(han)有50%左右(you)的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)。為了避免脆性相(xiang)(xiang)析(xi)出,高(gao)(gao)鉻(ge)鉬雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)熱(re)處理(li)及(ji)熱(re)加(jia)(jia)上溫度不(bu)(bu)能(neng)(neng)低(di)于950℃,低(di)鉻(ge)鉬鋼(gang)(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)能(neng)(neng)低(di)于900℃。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)通常的(de)(de)(de)腐蝕(shi)介(jie)質中都能鈍化(hua),所以(yi)具有很好的(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性能,以(yi)18-5型雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)為(wei)例,它耐(nai)硫(liu)酸、鹽酸、甲酸、磷酸、草酸腐蝕(shi)性能均優(you)于(yu)奧(ao)氏體(ti)316L型不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),僅是(shi)耐(nai)硝酸腐蝕(shi)性稍差,Cr21 和Cr25型雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)各種介(jie)質中的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性都超(chao)過316L鋼(gang)。雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)突出優(you)點是(shi)耐(nai)應力腐蝕(shi)破(po)裂(lie),其主要原(yuan)因是(shi):由于(yu)兩相(xiang)(xiang)組織存在(zai),應力腐蝕(shi)裂(lie)紋在(zai)穿過相(xiang)(xiang)界(jie)時頻繁受阻,擴展困難;雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)屈服強(qiang)度較高(gao),在(zai)相(xiang)(xiang)同外加壓力下不(bu)(bu)(bu)易發生(sheng)滑移變(bian)形,裂(lie)紋難于(yu)形成;鐵素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)對于(yu)奧(ao)氏體(ti)是(shi)陽極(ji),對奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)可起到(dao)一(yi)定的(de)(de)(de)陰極(ji)保護作用。即便在(zai)多(duo)硫(liu)酸和高(gao)溫(wen)水中,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)也有很強(qiang)的(de)(de)(de)耐(nai)應力腐蝕(shi)破(po)裂(lie)能力。
雙(shuang)相不銹鋼通常分為四類:
1. 低合金型(xing)雙相不銹鋼:這類鋼的(de)合金成分以鉻、鎳為主,且含量偏低。點蝕當量指數(shu)PRF不大于25。
2. 中合(he)金型(xing)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang):與低合(he)金型(xing)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)相(xiang)比,加入了(le)鉬或銅。點蝕(shi)當(dang)量指數 PRE在25~35之間。
3. 高合(he)金(jin)(jin)型(xing)雙相(xiang)不銹鋼:這類鋼有較高含量的鉻、鎳及(ji)鉬(mu)、銅(tong)等合(he)金(jin)(jin)元素(su),點蝕(shi)當量指數PRE在35~40之間。
4. 超(chao)級雙相不銹鋼:這類鋼除(chu)含有較高量(liang)的鉻、鎳、鉬(mu)、氨合金元(yuan)素外,有的還加入(ru)鎢、銅元(yuan)素。點(dian)蝕當量(liang)指數PRE大于(yu)40。