雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,DSS)為一類同時具有鐵素體α相及奧氏體γ相兩種顯微組織的鋼種,在固溶組織中兩相的相比例約為1:1,且通常情況下要求這兩相中量少相的含量不低于30%。雙相不銹鋼的性能特點是抗蝕能力較優、強度高且加工性能較佳。與鐵素體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的塑性、韌性、焊接性能及抗晶間腐蝕性能都顯著增強,此外其還擁有鐵素體不銹鋼高的導熱系數、475℃脆性及超塑性等性能特點;與奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)相比,雙相不銹鋼有較高的強度,較優的抗腐蝕疲勞、抗晶間腐蝕以及氯化物應卡聯蝕破裂特性。這些性能特點使雙相不銹鋼對結構件意外事故(如爆炸、沖撞等)的應付具有實際使用價值,所以雙相不銹鋼材料發展迅速且被廣泛地應用在造紙、石油開采、海洋運輸、軍事以及化工等領域,同時也引發了科研工作者對雙相不銹鋼的關注。


 雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組織(zhi)于1927年(nian)被(bei)Griffiths及Bain最先發(fa)現,20世紀30年(nian)代(dai)(dai)(dai)開(kai)始,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)得(de)到發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)和(he)應(ying)用(yong),典型(xing)(xing)代(dai)(dai)(dai)表為法國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)在1935年(nian)取得(de)了(le)Uranus50 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)(li)。時至今日雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)已(yi)經有(you)了(le)三代(dai)(dai)(dai)歷程(cheng):第(di)一代(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)(dai)(dai)表是美國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)20世紀40年(nian)代(dai)(dai)(dai)開(kai)發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)329鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),接(jie)著(zhu)德國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)、蘇聯及日本(ben)都(dou)(dou)開(kai)始探究(jiu)(jiu)這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)。瑞典于20世紀60年(nian)代(dai)(dai)(dai)中(zhong)(zhong)(zhong)期開(kai)發(fa)了(le)3RE60鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),主要目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是顯(xian)著(zhu)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗氯化(hua)物應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破裂能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)。第(di)一代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)是含(han)C量(liang)(liang)(liang)低(di)、含(han)Cr量(liang)(liang)(liang)為18%,具有(you)較(jiao)優(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊接(jie)和(he)成(cheng)型(xing)(xing)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),被(bei)大(da)量(liang)(liang)(liang)地應(ying)用(yong)為抗氯化(hua)物應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao);其(qi)(qi)缺(que)點是在焊接(jie)狀(zhuang)態下(xia),因為鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang)(liang)高(gao),導致焊縫熱(re)影響(xiang)區韌性(xing)(xing)下(xia)降,并且耐應(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破裂性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)耐晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比于基(ji)體(ti)(ti)金屬(shu)較(jiao)弱。因而第(di)一代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)際運用(yong)被(bei)局限在非焊接(jie)狀(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件下(xia)。第(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)以阿維斯塔-波拉(la)里特(te)公司研(yan)究(jiu)(jiu)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)LDX2101為代(dai)(dai)(dai)表,這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點:一是大(da)多(duo)數都(dou)(dou)是超(chao)低(di)碳(tan)型(xing)(xing),并且含(han)有(you)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)抗腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Mo(鉬)、Cu(銅(tong))及Si(錫)等(deng)元(yuan)素(su);二(er)是含(han)N(氮)元(yuan)素(su),N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入降低(di)了(le)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben),減少了(le)Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong),N作為奧氏(shi)體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)素(su)能(neng)(neng)(neng)(neng)夠提升富(fu)N奧氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗點蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)(li),并且可(ke)與(yu)富(fu)Cr、Mo元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)獲(huo)得(de)平衡,進(jin)而增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)抗腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)(li),此外,N還能(neng)(neng)(neng)(neng)降低(di)元(yuan)素(su)Cr、Ni等(deng)在雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和(he)γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi),進(jin)而降低(di)DSS發(fa)生(sheng)選擇性(xing)(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)。第(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)些(xie)特(te)點性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)促(cu)進(jin)了(le)瑞典、日本(ben)、法國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)、英國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)及德國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)等(deng)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家開(kai)始發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)第(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。第(di)三代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)以SAF2507、UR52N+、Zeron100等(deng)鋼(gang)(gang)(gang)(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DSS),其(qi)(qi)特(te)性(xing)(xing)是含(han)C量(liang)(liang)(liang)只有(you)0.01%~0.02%、含(han)Mo約(yue)4%、含(han)N約(yue)0.3%、含(han)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)40%~45%,孔蝕(shi)(shi)當量(liang)(liang)(liang)(PREN)大(da)于40,其(qi)(qi)抗蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)較(jiao)優(you)(you)。在中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo),雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)以北京鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)研(yan)究(jiu)(jiu)總院于20世紀70年(nian)代(dai)(dai)(dai)中(zhong)(zhong)(zhong)期開(kai)始研(yan)究(jiu)(jiu)發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)DSS為標志,我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)00Cr18Ni5Mo3Si2已(yi)經被(bei)收錄于國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家標準GB 3280、GB 1220、GB 4237.近年(nian)來,我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)又成(cheng)功研(yan)制了(le)新型(xing)(xing)稀(xi)土雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),這(zhe)一舉措(cuo)在很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)了(le)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)(li)學性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)、工藝性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)及耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。韓國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)于20世紀90年(nian)代(dai)(dai)(dai)發(fa)布了(le)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(專(zhuan)利(li)(li)申請號:96190623),其(qi)(qi)抗高(gao)溫(wen)氧(yang)化(hua)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)、熱(re)塑性(xing)(xing)、沖(chong)擊韌性(xing)(xing)及抗蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)(li)都(dou)(dou)較(jiao)優(you)(you)。國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)內(nei)外雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)典型(xing)(xing)牌(pai)號及化(hua)學成(cheng)分如表1.4所(suo)列。


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