介紹雙相不銹鋼的基本概念、發(fā)展歷史、特殊性能、類型、牌號、國內(nèi)外生產(chǎn)情況及其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

雙相不銹鋼及其發(fā)展歷史

雙相不銹鋼

20世紀(jì)末以來,一種與馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不銹鋼并列的一種新的雙相不銹鋼得以研究應(yīng)用與發(fā)展.這類鋼是在18-8奧氏體型不銹鋼的基礎(chǔ)上,提高Cr含量或加入其它鐵素體元素而形成的,使鋼具有奧氏體加鐵素體雙相組織,又節(jié)約了Ni合金.根據(jù)兩相組織的特點(diǎn),通過正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝,這種雙相不銹鋼因奧氏體的存在降低了高Cr鐵素體鋼的脆性和晶體長大的傾向性,又保持其優(yōu)良的韌性和焊接性能;而鐵素體的存在又提高了奧氏體的屈服強(qiáng)度、抗晶間腐蝕能力和耐氯化物應(yīng)力腐蝕能力.所以,雙相不銹鋼兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn),很有發(fā)展前途。

在雙相不銹鋼的固溶組織中鐵素體相與奧氏體相各占一半左右,一般較少相的含量至少也要達(dá)到30%。

雙相不銹鋼的發(fā)展歷史

20世紀(jì)30年代,首先在瑞典的試驗(yàn)室中研制出雙相不銹鋼(3RE60、Uranus50等).1935年法國獲得第一個(gè)專利.第一代雙相不銹鋼以美國40年代開發(fā)的329鋼為代表.隨后,前蘇聯(lián)、德國、美國、日本相繼研究開發(fā).70年代以來,隨著精煉技術(shù)的出現(xiàn)與普及以及連鑄技術(shù)的發(fā)展,開創(chuàng)了第二代18Cr型、22Cr型及25Cr型雙相不銹鋼,大多屬于超低C型,且含有Mo、Cu、Si等元素,提高了耐蝕性.80年代后期開發(fā)的超級雙相不銹鋼屬于第三代.這類鋼的特點(diǎn)是含C量僅有0101%～0102%,含Mo高達(dá)約4%和含[N]高達(dá)013%,鋼中的鐵素體含量占40%～45%,具有優(yōu)良的耐孔蝕性能,孔蝕當(dāng)量值PREN>40%。

中國自70年代中期開始開發(fā).鋼鐵研究總院1974年開始從事雙相不銹鋼材料及耐腐蝕和焊接性能的研究,承擔(dān)了多項(xiàng)國家和部級研究課題,取得一系列成果,建立了中國雙相不銹鋼系列。

雙相不銹鋼的特殊性能

雙相不銹鋼的優(yōu)良特性

優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕性能和很高的耐酸腐蝕(醋酸、甲酸介質(zhì)等)性能.18-8型奧氏體不銹鋼在60℃以上中性氯化物溶液中容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂,在微量氯化物及H2S的工業(yè)介質(zhì)中用這類不銹鋼制造的熱交換器、蒸發(fā)器等設(shè)備都存在著產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的傾向,而含Mo雙相不銹鋼卻有良好的抗應(yīng)力腐蝕能力。

(2)特別優(yōu)良的耐孔蝕性能和耐縫隙腐蝕性能.含25%Cr,尤其是含[N]的高Cr雙相不銹鋼這方面的性能尤為良好。

(3)有良好的耐疲勞腐蝕和磨損腐蝕性能.適合于某些腐蝕性介質(zhì)條件下的泵、閥等設(shè)備。

(4)綜合的力學(xué)性能.雙相不銹鋼有較高的強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度,屈服強(qiáng)度是18-8型奧氏體不銹鋼的2倍。

(5)良好的可焊性能.雙相不銹鋼熱裂傾向小,一般焊前不需預(yù)熱,焊后不需熱處理,又可與18-8型奧氏體不銹鋼等異種鋼焊接。

(6)低Cr雙相不銹鋼熱加工性能好.含18%Cr的低Cr雙相不銹鋼加熱溫度范圍寬,抗力小,可不經(jīng)過鍛造,直接軋制開坯生產(chǎn)鋼板。

(7)比奧氏體不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)大,線脹系數(shù)小,與碳鋼接近.適合用作設(shè)備的襯里和生產(chǎn)復(fù)合板,也適合制造熱交換器的管芯。

雙相不銹鋼的缺點(diǎn)

(1)與奧氏體不銹鋼比較,耐熱性較低,一般控制在300℃以下的工作環(huán)境中使用。

(2)冷加工比18-8型奧氏體不銹鋼的加工硬化效應(yīng)大,在管、板承受變形初期,需施加較大的力才能變形,管、板所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也較大。

(3)存在中溫脆性區(qū)(如σ相、475脆性),對熱處理及焊接不利。

(4)含25%Cr的雙相不銹鋼比奧氏體不銹鋼熱加工困難。

雙相不銹鋼的類型與牌號

總的來說,雙相不銹鋼的發(fā)展經(jīng)歷了三代,目前世界各國均有其牌號.典型的雙相不銹鋼有四大類型,分別為低合金型、中合金型、高合金型和超級型。

雙相不銹鋼的生產(chǎn)與應(yīng)用

雙相不銹鋼的生產(chǎn)

雙相不銹鋼冶煉質(zhì)量要求高,價(jià)格較貴,產(chǎn)量不高,約占世界不銹鋼產(chǎn)量的1%.但20世紀(jì)90年代以后增加較快,1990年產(chǎn)量約214萬t,1999年達(dá)到11萬t,2002年約為22萬t.我國的主要產(chǎn)品是管、板和復(fù)合板,產(chǎn)量也不大,約2000t,2001年消費(fèi)量約4000t,即有1/2隨工程進(jìn)口。.

雙相不銹鋼的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域

雙相不銹鋼的實(shí)用化已有20多年的歷史,尤其是當(dāng)代超低C含[N]雙相不銹鋼克服了焊接方面的一些問題,結(jié)合雙相不銹鋼所具有的耐局部腐蝕和綜合力學(xué)性能好的一些優(yōu)點(diǎn),為焊接結(jié)構(gòu)材料的大量推廣和應(yīng)用創(chuàng)造了條件,近十年市場銷售量增加很快,加之隨著超級雙相不銹鋼的步入市場,擴(kuò)大了在一些苛刻介質(zhì)中的應(yīng)用,使雙相不銹鋼的應(yīng)用范圍不斷拓寬。

在雙相不銹鋼的選用方面,除了必須遵循一般不銹鋼的選用需要考慮的因素外,還需考慮雙相不銹鋼的特性規(guī)律。