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。雙相不銹鋼從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)相不銹鋼在(zai)C含(han)(han)量較低的(de)(de)情況下,Cr含(han)(han)量在(zai)18%~28%,Ni含(han)(han)量在(zai)3%~10%。有些鋼還含(han)(han)有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素(su)。該類(lei)鋼兼(jian)有奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)和(he)鐵素(su)體(ti)不銹鋼的(de)(de)特(te)點,與鐵素(su)體(ti)相比,塑性(xing)(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)(xing)更高(gao),無室溫脆性(xing)(xing)(xing)(xing),耐(nai)晶間(jian)腐蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)能和(he)焊接性(xing)(xing)(xing)(xing)能均顯著提高(gao),同(tong)時(shi)還保(bao)持有鐵素(su)體(ti)不銹鋼的(de)(de)475℃脆性(xing)(xing)(xing)(xing)以及熱(re)導率高(gao),具(ju)有超塑性(xing)(xing)(xing)(xing)等特(te)點。與奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼相比,強度高(gao)且耐(nai)晶間(jian)腐蝕和(he)耐(nai)氯化物應(ying)力腐蝕有明顯提高(gao)。雙(shuang)相不銹鋼具(ju)有優(you)良(liang)的(de)(de)耐(nai)孔(kong)蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)能,也是一(yi)種(zhong)節(jie)鎳(nie)不銹鋼。


  奧(ao)氏體(ti)+鐵(tie)素體(ti)(雙相(xiang))不銹鋼是指基(ji)體(ti)兼(jian)有奧(ao)氏體(ti)和鐵(tie)素體(ti)兩相(xiang)組(zu)織并兼(jian)備(bei)兩者的(de)特(te)征(zheng),一(yi)般(ban)(ban)它比奧(ao)氏體(ti)系列不銹鋼強度高,耐腐蝕性(xing)能也更優越。但是由(you)于高溫而脆化,所以(yi)一(yi)般(ban)(ban)要求(qiu)在大約300℃以(yi)下(xia)用。在常溫下(xia)顯示出磁(ci)性(xing),可通過冷加工使其(qi)強化的(de)不銹鋼。


  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(yao)特(te)點是(shi):在高溫下基(ji)本(ben)為鐵素體組織,在冷卻至(zhi)室溫時具有30%~50%鐵素體+奧氏(shi)體雙相組織。屈服強(qiang)度高、超強(qiang)的耐點蝕、耐應力腐蝕能(neng)力,易于成形和焊接(jie)。


  由于雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有兩相(xiang)組(zu)織的(de)(de)特點,通過正確(que)控(kong)制化學成(cheng)分和(he)(he)熱(re)處理工藝,使雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)兼有鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)優點。它將奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)所(suo)具(ju)有的(de)(de)優良韌性(xing)(xing)和(he)(he)焊(han)接(jie)性(xing)(xing)與鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)所(suo)具(ju)有的(de)(de)較(jiao)高強度和(he)(he)耐氯(lv)化物(wu)應(ying)力腐蝕(shi)性(xing)(xing)能結合在(zai)一起,正是(shi)這些優越的(de)(de)性(xing)(xing)能使雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)作(zuo)為可(ke)焊(han)接(jie)的(de)(de)結構材料而迅速(su)發(fa)展,20世(shi)紀80年代以來(lai),雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)已成(cheng)為和(he)(he)馬氏(shi)(shi)體型、奧氏(shi)(shi)體型和(he)(he)鐵(tie)素體型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)并列的(de)(de)一個鋼(gang)(gang)類。


 雙(shuang)相不銹鋼有以下(xia)性能(neng)特點:


  ①. 含鉬雙相不銹鋼(gang)在(zai)低(di)應力(li)下有良(liang)好的(de)(de)耐氯(lv)化物應力(li)腐蝕(shi)性(xing)能(neng)。一般18-8型奧氏體不銹鋼(gang)在(zai)60℃以上中(zhong)性(xing)氯(lv)化物溶液(ye)中(zhong)容易發生應力(li)腐蝕(shi)斷(duan)裂,在(zai)微(wei)量氯(lv)化物及硫化氫工業介質(zhi)中(zhong)用這類不銹鋼(gang)制造(zao)的(de)(de)熱交換器、蒸發器等設備(bei)都存在(zai)著產生應力(li)腐蝕(shi)斷(duan)裂的(de)(de)傾向,而雙相不銹鋼(gang)卻有良(liang)好的(de)(de)抵(di)抗能(neng)力(li)。


  ②. 含(han)鉬雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)有良好的耐孔(kong)蝕(shi)(shi)性能。在(zai)具有相(xiang)同(tong)的孔(kong)蝕(shi)(shi)抗(kang)力當(dang)量值(zhi)(PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N])時,雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)與奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的臨界(jie)孔(kong)蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)相(xiang)仿(fang)。雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)與奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐孔(kong)蝕(shi)(shi)性能與AISI316L相(xiang)當(dang)。含(han)25%Cr,尤(you)其是含(han)氮(dan)的高鉻雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的耐孔(kong)蝕(shi)(shi)和縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)性能超過了AISI 316L。


  ③. 具有良(liang)好的(de)耐腐蝕(shi)(shi)疲勞和磨(mo)損腐蝕(shi)(shi)性能。在某(mou)些(xie)腐蝕(shi)(shi)介質的(de)條件下,適用于制作泵、閥等(deng)動力設(she)備。


  ④. 綜合力學性能好。有較高的強(qiang)度(du)和疲(pi)勞強(qiang)度(du),屈服(fu)強(qiang)度(du)是18-8型奧氏體不銹鋼(gang)的2倍。固溶態的延伸率達到(dao)25%,韌(ren)性值Ak(V形槽(cao)口)在100J以(yi)上(shang)。


  ⑤. 可焊(han)性良(liang)好,熱裂(lie)傾(qing)向小,一(yi)般焊(han)前不需預熱,焊(han)后不需熱處理,可與18-8型(xing)奧氏(shi)體不銹鋼或碳鋼等異種焊(han)接。


  ⑥. 含低鉻(18%Cr)的(de)雙相不銹鋼熱(re)(re)加工溫度范圍比(bi)18-8型奧(ao)氏(shi)體不銹鋼寬,抗力小(xiao),可不經過(guo)鍛造,直接軋制開(kai)坯生產(chan)鋼板。含高鉻(25%Cr)的(de)雙相不銹鋼熱(re)(re)加工比(bi)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼略顯困難,可以生產(chan)板、管和絲等(deng)產(chan)品。


  ⑦. 冷加(jia)工時比18-8型奧氏體不銹(xiu)鋼加(jia)工硬(ying)化效(xiao)應大,在管(guan)、板(ban)承受(shou)變(bian)(bian)形初期,需施加(jia)較大應力才能變(bian)(bian)形。


  ⑧. 與奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼相比(bi),熱導率大,線膨脹系數(shu)小,適(shi)合(he)用(yong)做(zuo)設(she)備的襯里(li)和生產復合(he)板。也適(shi)合(he)制作(zuo)熱交換(huan)器的管芯,換(huan)熱效(xiao)率比(bi)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼高(gao)。


  ⑨. 仍有高鉻(ge)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的各種(zhong)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)傾向,不(bu)宜用(yong)在高于300℃的工(gong)作(zuo)條件。雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中(zhong)鉻(ge)含量愈低,σ等脆(cui)(cui)性(xing)(xing)相的危(wei)害性(xing)(xing)也愈小。


 雙相不(bu)銹(xiu)鋼具有良好(hao)的焊(han)接性能,與(yu)鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼及奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼相比,它既不(bu)像鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的焊(han)接熱影(ying)響區,由于晶粒嚴重粗化而(er)使(shi)塑韌性大幅降低;也不(bu)像奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼那樣,對焊(han)接熱裂紋(wen)比較敏感。


 雙相不銹(xiu)鋼由(you)于其(qi)特殊的(de)優(you)點,廣(guang)泛應用(yong)于石油化工設備、海水(shui)與廢水(shui)處理設備、輸油輸氣管線、造紙(zhi)機械等(deng)工業領(ling)域(yu),近年來(lai)也(ye)被(bei)研究用(yong)于橋梁承重(zhong)結(jie)構(gou)領(ling)域(yu),具有很好的(de)發展前景。


 我國(guo)標準(zhun)GB/T 20878-2007《不(bu)銹鋼(gang)和耐熱鋼(gang) 牌號及(ji)化學成分》中(zhong)加入了(le)許多(duo)(duo)雙相不(bu)銹鋼(gang)牌號。如 14Cr18Ni11Si4AlTi、022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多(duo)(duo)的牌號詳見(jian)標準(zhun)。


 另外(wai),著名的2205 雙相不銹鋼相當于我(wo)國的022Cr23Ni5Mo3N。


  雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)可用于(yu)煉油(you)、化肥、造(zao)紙、石油(you)、化工等領域(yu)中耐海水、耐高溫、耐濃(nong)硝酸(suan)等的熱交(jiao)換器和(he)冷淋器及器件(jian)。


 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(DSS)的主要代(dai)表牌號一(yi)般可分為四類:低合金(jin)型,代(dai)表牌號022Cr23Ni4MoCuN(2304);中合金(jin)型,代(dai)表牌號022Cr23Ni5Mo3N(2205);高合金(jin)型,代(dai)表牌號03Cr25Ni6Mo3Cu2N(225);超級雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)型,標準牌號022Cr25Ni7Mo4N(2507)。


  低(di)合(he)金型 022Cr23Ni4MoCuN(2304)不含鉬,在耐應力腐蝕方(fang)面可代替06Cr19Ni10(304)或(huo)06Cr17Ni12Mo2(316)使用。


  中合(he)金型 022Cr23Ni5Mo3N(2204)的耐蝕性能介(jie)于022Cr17Ni12Mo2(316L)和(he)6%Mo+N奧氏(shi)體不銹鋼之間。


  高合(he)金型一般含25%Cr,還(huan)含有鉬和(he)氮,有的還(huan)含銅和(he)鎢,這類鋼的耐蝕性(xing)能(neng)高于22%Cr的雙(shuang)相不(bu)銹鋼。


 超級雙相不(bu)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。