双相不锈钢的优点和缺点

双相不锈钢的分析

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摘要双相不锈钢是在18-8奥氏体不锈钢的基础上，提高C r含量或者加入其他铁素体元素形成的，使钢具有奥氏体加铁素体双向组织，又节约了Ni合金。由于双向不锈钢两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。文章主要介绍双相不锈钢的性能、双相不锈钢的类型以及双相不锈铜的应用领域。

关键词双相不锈钢；性能；加工；热处理工艺；铁素体不锈钢；奥氏体不锈钢

双相不锈钢的基本优点如下：

(1)含铬量为18％—22％的双相不锈钢在低应力下有良好的耐中性氯化物应力腐蚀性能。一般应用在70Y以上中性氯化物溶液中的18—8型奥氏体不锈钢容易发生应力腐蚀破裂，在微量氯化物及硫化氢的工业介质中用这类不锈钢制造的热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀破裂的倾向，而双相不锈钢却有良好的抵抗能力。

(2)含钥双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀当量值(PR5＝cr％*3．3％Moll6％N)时，双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相近。含18％cr的双相不

锈钢耐孔蚀性能与AIsl316L相当。含25％Cr的尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了AISI 316L。

(3)有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能，在某些腐蚀介质条件下被用于泵、阀等设

备中。

(4)综合力学性能好，有较高的强度和疲劳强度，屈服强度是18—8型奥氏体不锈钢的2倍。双相不锈钢由于具有奥氏体+铁素体双相组织，且两个相组织的含量基本相当，故兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。屈服强度可达400Mpa ~ 550MPa，是普通奥氏体不锈钢的2倍。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的韧性高，脆性转变温度低，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显着提高；同时又保留了铁素体不锈钢的一些特点，如475℃脆性、热导率高、线膨胀系数小，具有超塑性及磁性等。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的强度高，特别是屈服强度显着提高，且耐孔蚀性、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能也有明显的改善。 (5)可焊性良好，热裂倾向小。一般焊前不需预热，焊后不需热处理，可与18—8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种钢焊接。

(6)台低铬(18％cr)的双相不锈钢热加工温度范围比18—8型奥氏体不锈钢宽，抗力小，可不经过锻造，直接轧制开坯生产钢板”肯高铬(25％c)的钢则比奥氏休不锈钢热加r

困难。

(7)与奥氏体不锈钢相比，导热系数大，线膨胀系数小板，也适用丁制造热交换器的管芯。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢(DSS)的强度和耐局部腐蚀性能结合良好， DSS的金相组织通常为50％的铁素体和50％的奥氏体，但二者的比例也可以在35％／65％到55％／45％之间变化。由于其高强度及长期使用中的高可靠性，目前国外开始考虑把它作为“基体材料”，以代替碳钢应用到大型储罐及设备制造方面。在炼油行业中经常使用的DSS有22％cr和25％Cr两个级别，后者与前者相比包含更多的钼和氮，具有更高的耐蚀性能双相不锈钥处存在如下缺点：

(1)与奥氏休不锈钢比较，耐热性较低，一般控制在300Y以下的工作环境中使用。

(2)冷加r比18—8型奥氏体不锈钢的加丁硬化效应大，在管、板承受变形初期，需施

加

较大的力才能变形，管、板所产生的内应力也较大。

(3)存在中温脆性区，对热处理及焊接不利。

(4)含25％cr的双相不锈钢比奥氏体个锈钢热加工困难。

表I 各种DSS 材料的力学性能

Number σb／MPa

≥

σs／Mpa

≥

延伸率 %

≥

HB HRC

S31803 620 450 25．0 293 31

S32205 620 450 25．0 293 3l

S532304 600 400 25．0 290 32

S32550 760 550 15．0 302 32

料，控制好热输入量和层间温度。一般含22％Cr的DSS焊接时层问温度应不超过180℃，25％Cr的DSS不超过150℃。DSS焊接的难点在于其焊接接头是否能获得与母材相同或相近的两相组织，这是保证焊接接头是否具有与母材同样性能(包括力学性能和耐腐蚀性能等)的关键所在。DSS制设备在焊接前必须按规定进行焊接工艺评定和焊工技能评定，以确保焊接工艺可行。其焊接工艺可按普通不锈钢的工艺进行，如SMAW、TIG、MIG和SAW等。

学习心得

材料是人类发展的伴随着，生产水平逐步提高，各种供于人类使用的机械都是由这些种类繁多的材料所加工出来的。有了材料还不够。我们还要选用合适的加工方法。比如多少度去加热多少度去冷却，以及冷却的时间，一个小小的额细节可能造成的硬度就是千差万别。材料越来越专用化，不同的工具器件对材料的要求和需求不同，如我们不能用生铁去造轮船飞机，我们没必要用钛去造自行车。什么地方需要用什么性能的材料，我们要有严格的系统的规定，这是出于安全和质量的考虑；什么材料用于什么地方，我们要有明确的分类和限制，做到物尽其用，这是出于对资源有限性和不可再生性的考虑。

通过最近做实验我了解到了金属如何淬火、打磨、抛光。这些加工工艺虽然枯燥，但是看着最后的材料被磨得光亮，自己心里也是充满了自豪。