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1、双相不锈钢常识双相不锈钢常识文章来源：欧雷斯 更新时间：2009-6-17常用金属材料牌号表示方法 不锈钢的性能与组织 不锈钢的种类在阀门维修中，阀门用到双相不锈钢材料的为数不少，但客户了解它的并不多，希望下面的常识能帮到大家。1. 双相不锈钢的定义双相不锈钢的定义所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各占一半，一般最少相的含量也许要达到所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各占一半，一般最少相的含量也许要达到30%。2.双相不锈钢的特性与优势双相不锈钢的特性与优势由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，
2、使 DSS 兼有铁素体不锈钢和奥氏体不兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。锈钢的优点。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：（1）屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制）屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或造储罐或wiki压力容器压力容器/wiki的壁厚要比常用的奥氏体减少的壁厚要比常用的奥氏体减少 30-50%，有利于降低成本。，有利于降低成本。（2）具有优异的耐应力）具有优异的耐应力wiki腐蚀腐蚀/wiki破裂的能力，即使是含合金量最低的双相不
3、锈钢也有比奥氏破裂的能力，即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的wiki环境环境/wiki中。应力腐蚀是普通奥中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。氏体不锈钢难以解决的突出问题。（3）在许多介质中应用最普遍的）在许多介质中应用最普遍的 2205 双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的 316L 奥氏体不锈钢，而超奥氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性，再一些介质中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性，再一些介质
4、中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，乃至耐蚀合金。锈钢，乃至耐蚀合金。（4）具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和疲劳腐）具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。蚀性能都优于奥氏体不锈钢。（5）比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合与碳钢连接，具有重要的工程意义，如生）比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合与碳钢连接，具有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。产复合板或衬里等。（6）不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力，这对结构件应付突
5、发事）不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力，这对结构件应付突发事故如冲撞，故如冲撞，wiki爆炸爆炸/wiki等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：（1）应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，例如其使用温度必须控制在）应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，例如其使用温度必须控制在 250 摄氏度以下。摄氏度以下。（2）其塑韧性较奥氏体不锈钢低，冷，热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。）其塑韧性较奥氏体不锈钢低，冷，热加工工艺和成型性能不如奥氏体
6、不锈钢。（3）存在中温脆性区，需要严格控制热处理和焊接的工艺制度，以避免有害相的出现，损害性能。）存在中温脆性区，需要严格控制热处理和焊接的工艺制度，以避免有害相的出现，损害性能。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：（1）综合力学性能比铁素体不锈钢好，尤其是塑韧性，不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。）综合力学性能比铁素体不锈钢好，尤其是塑韧性，不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。（2）除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。）除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。（3）冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。
7、）冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。（4）焊接性能也远优于铁素体不锈钢，一般焊前不需预热，焊后不需热处理。）焊接性能也远优于铁素体不锈钢，一般焊前不需预热，焊后不需热处理。（5）应用范围较铁素体不锈钢宽。）应用范围较铁素体不锈钢宽。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：合金元素含量高，价格相对高，一般铁素体不含镍。合金元素含量高，价格相对高，一般铁素体不含镍。综上所述，可以概括地看出综上所述，可以概括地看出 DSS 的使用性能和工艺性能的概貌，它以其优越的力学与耐腐蚀综合性的使用性能和工艺性能的概貌，它以其优越的力学与耐腐蚀综合性能赢得
8、了使用者的青睐，已成为既节省重量又节省投资的优良的耐蚀工程材料。能赢得了使用者的青睐，已成为既节省重量又节省投资的优良的耐蚀工程材料。2. 双相不锈钢的主要代表牌号双相不锈钢的主要代表牌号DSS 一般可分为四类一般可分为四类:低合金型低合金型 代表牌号是代表牌号是 UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N）PREN 值值 2425中合金型中合金型?代表牌号是代表牌号是 UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN 值值 32 33高合金型高合金型?标准牌号有标准牌号有 UNS S32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N）,PREN 值值 3839
9、超级双相不锈钢型超级双相不锈钢型?标准牌号有标准牌号有 UNS（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,PREN 值值40 ( PRENPREN 耐孔蚀指数耐孔蚀指数 PREN=Cr%+3.3Mo%+16N%) 低合金型低合金型 UNS S32304 不含钼不含钼, 在耐应力腐蚀方面可代替在耐应力腐蚀方面可代替 AISI304 或或 316 使用使用.中合金型中合金型 UNS S31803 的耐蚀性能介于的耐蚀性能介于 AISI 316L 和和 6%Mo+N 奥氏体不锈钢之间奥氏体不锈钢之间.高合金型高合金型,一般含一般含 25%Cr,还含有钼和氮还含有钼和氮,有的还含有铜和钨有的还含有铜和
10、钨,这类钢的耐蚀性能高于这类钢的耐蚀性能高于 22%Cr 的双相不的双相不锈钢锈钢. 超级双相不锈钢型超级双相不锈钢型,含高钼和氮含高钼和氮,有的也含钨和铜有的也含钨和铜 , 可适用于苛刻的介质条件可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐腐蚀具有良好的耐腐蚀与力学综合性能与力学综合性能,可与超级奥氏体不锈钢相比美可与超级奥氏体不锈钢相比美.代表牌号的主要化学成分代表牌号的主要化学成分类型类型 UNS 牌号牌号 化学成分化学成分,%C Cr Ni Mo Cu N 低合金型低合金型 S32304 0.03 23 4 0.05/0.20 中合金型中合金型 S31803 0.03 22 5 3 0.08/
11、0.20中合金型中合金型 S32205 0.03 22 5 3 0.14/0.20高合金型高合金型 S32550 0.04 25 6 3 2 0.10/0.25超级超级 DSS S32750 0.03 25 7 4 0.24/0.32从表中可以看出从表中可以看出: S 32205 是由是由 S31803 派生出的钢种派生出的钢种, 在在 ASTM A 240/240M-99a 标准中是在标准中是在 1999 年年才纳标的才纳标的,它的它的 Cr、Mo 和和 N 元素的区间都比较窄元素的区间都比较窄,容易达到相的平衡容易达到相的平衡(即两相约各占一半即两相约各占一半), 改善了钢改善了钢的强度的
12、强度,耐腐蚀性和焊接性能耐腐蚀性和焊接性能,多用于性能要求较高和需要焊接的材料多用于性能要求较高和需要焊接的材料,如油气管线等如油气管线等.4. 双相不锈钢的发展动向双相不锈钢的发展动向 值得关注的是低合金含锰双相不锈钢的开发值得关注的是低合金含锰双相不锈钢的开发. 近十年来有关国家如美国近十年来有关国家如美国,南南非等研究以锰代镍双相不锈钢的开发非等研究以锰代镍双相不锈钢的开发,但除铸件外但除铸件外,所开发的新钢种多具有介稳的奥氏体所开发的新钢种多具有介稳的奥氏体,藉冷变形后马藉冷变形后马氏体的转变氏体的转变 提高强度提高强度,很难作焊接件使用很难作焊接件使用,也很难适应某些环境也很难适应某
13、些环境,例如会产生应力腐蚀的环境例如会产生应力腐蚀的环境,这样使用这样使用很局限很局限.近年瑞典开发的低锰低镍双相不锈钢则比较成熟近年瑞典开发的低锰低镍双相不锈钢则比较成熟,目标明确目标明确,为了节镍以取代用途很广的为了节镍以取代用途很广的 304,甚甚至可能代替价格与至可能代替价格与 304 相当相当,目前使用并不广的目前使用并不广的 2304 双相不锈钢双相不锈钢,具有实际推广的价值具有实际推广的价值,值得注意值得注意. 瑞瑞典典 Avesta Polarit AB 开发的开发的 LDX 2101 双相不锈钢双相不锈钢(21.5%Cr, 5%Mn, 1.5%Ni, 0.22%N), 由于提
14、高由于提高了钢中的氮了钢中的氮,获得了稳定的奥氏体获得了稳定的奥氏体,相的平衡与组织稳定性都较好相的平衡与组织稳定性都较好,对金属间相的析出不敏感对金属间相的析出不敏感,在析出最在析出最敏感的温度敏感的温度 650,保温保温 10h 后的冲击值才降至后的冲击值才降至 50J，其组织稳定性较，其组织稳定性较 2205 钢好。该钢的强度高，耐钢好。该钢的强度高，耐腐蚀性与腐蚀性与 304 相当，可焊接，其寿命周期成本较奥氏体不锈钢低相当，可焊接，其寿命周期成本较奥氏体不锈钢低. LDX 2101 钢已进行工业试制钢已进行工业试制,在在AOD/CLU 炉精炼后进行连铸炉精炼后进行连铸,生产长材铸胚和
15、板胚生产长材铸胚和板胚,只是目前尚未大量推广应用，鉴于它具有较好的只是目前尚未大量推广应用，鉴于它具有较好的综合性能，潜在的用途范围很宽，尤其用作结构件很有前途，例如可代替综合性能，潜在的用途范围很宽，尤其用作结构件很有前途，例如可代替 2205 双相不锈钢用作桥梁双相不锈钢用作桥梁结构，还可用制混凝土中的钢筋，解决在有氯离子污染环境中材料的腐蚀问题结构，还可用制混凝土中的钢筋，解决在有氯离子污染环境中材料的腐蚀问题,此外，还可取代此外，还可取代 304和和 316 钢制造容器、塔器、热水贮罐和加热器等。钢制造容器、塔器、热水贮罐和加热器等。从世界不锈钢的消耗量来看从世界不锈钢的消耗量来看,双
16、相不锈钢只占很少的份额双相不锈钢只占很少的份额,它的价格还是较高的它的价格还是较高的,从价格比来看从价格比来看:若若304,304L 为为 1,则则 316L 为为 1.3, 而而 2205 则为则为 1.6, 说明要想增加双相不锈钢的市场份额说明要想增加双相不锈钢的市场份额,应当有更廉价应当有更廉价的的,能与应用最普遍的能与应用最普遍的 304(304L)钢相竞争的新钢种还是有价值的钢相竞争的新钢种还是有价值的,当然这方面还有许多工作要做当然这方面还有许多工作要做. 值得值得一述的还有含锰超级双相不锈钢的开发一述的还有含锰超级双相不锈钢的开发,在德国开发了含在德国开发了含 25%Cr, 6%Mn, 6%Ni, 3%Mo, 2%W和和0.5%N,还有还有 Cu 的高合金铸钢的高合金铸钢,该钢靠固溶强化该钢靠固溶强化,0.2 可达到可达到 550MPa, 比含比含 0.15%N 的类似钢种的类
