双相不锈钢的特点与应用

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1、双相不锈钢的特点与应用黄永军新疆中泰化学股份有限公司摘要：双相不锈钢因其特有的性能，在氯碱工业上的应用越来越广泛。本文简要介绍了双相不锈钢的成分、组织、性能，并讨论了双相不锈钢的各类特点及其应用前景。关键词：双相不锈钢；特点；应用1.双相不锈钢简介随着中国工业和氯碱工业的迅速发展，工况条件不断变化，一般奥氏体不锈钢已经难以满足应力腐蚀、点蚀和缝隙隧洞式腐蚀的要求。为此，冶金工作者研制出奥氏体-铁素体（A-F）型不锈钢，即双相不锈钢。所谓双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，一般量

2、少相的含量也需要达到30%。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢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，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏

3、体不锈钢的优点，它具有良好的焊接性能，与铁素体不锈钢及奥氏体不锈钢相比，它既不像铁素体不锈钢的焊接热影响区，由于晶粒严重粗化而使塑韧性大幅降低，也不像奥氏体不锈钢那样，对焊接热裂纹比较敏感。它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起。含钼双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能，一般18-8型奥氏体不锈钢在60°C以上中性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀断裂，在微量氯化物及硫化氢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

4、着产生应力腐蚀断裂的倾向，而双相不锈钢却有良好的抵抗能力。正是这些优越的性能使双相不锈钢作为可焊接的结构材料发展迅速，80年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。双相不锈钢产生已有七十余年历史，但在冶炼与深加工方面的技术困难一直限制着它的生产与应用，直到上世纪七十年代精炼技术的发展才逐步解决了上述问题。因此可以说双相不锈钢不仅在氯碱工业，而且在世界上也属于刚刚起步的“新材料”。1.1发展历程上世纪30年代就已在瑞典的试验室中研制出双相不锈钢（3RE60、Uranus50）

5、但是双相不锈钢真正产业化还是在上世纪60年代以后，其发展经历了3代历程。双相不锈钢的种类较多，常用的双相不锈钢系列可以按其合金成分和耐蚀能力或PRE值分成三大类。第一类,不含钼的合金化程度较低的双相不锈钢，典型化学成分为23%Cr，4%Ni，0.1%N，SAF2304898是这一类的典型代表。这类钢具有一定的耐腐蚀性能，但其PRE值较低，不能用于腐蚀性较强的环境中，但其耐应力腐蚀能力优异，其他方面的耐腐蚀能力一般要优于304，某些方面与316相差不多。该类双相钢由于不含钼而比较经济，可以取代304

6、、316类奥氏体不锈钢。表1部分双相不锈钢化学成分典型值（wt%）牌号国别ENASTMCCrNiMoMnSiN其它第一代3RE60瑞典1.4417S315000.0318.54.92.71.51.70.07—SAF2304瑞典1.4362S323040.0223.04.80.3——0.10Uranus50芬兰——0.0421.56.51.5———Cu:1.0~2.0第二S32205SAF2205瑞典1.44620.0322.05.53.01.500.450.15—S31803代DP-3日本——0.

7、0325.06.53.5W:0.4—0.20Cu:0.20~0.800Cr21Ni5Ti中国——0.0622.05.8—0.80.8—Ti:5[w(C)-0.02]第三代SAF2507瑞典1.4410S327500.0325.57.04.5——0.30Cu:0.5DP-3W日本——0.0325.07.63.0W:2.5—0.32Cu:0.80Cr26Ni5Mo3中国——0.0826.55.03.01.51.0——第二类的双相不锈钢一般称为标准双相不锈钢，其典型成分为22%Cr，5%Ni，0.17%

8、N，SAF2205是这一类的典型代表。其PRE值较高，耐腐蚀性能比SAF2304要高得多。进一步提高氮含量，增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点蚀性能。其中作为强烈奥氏体形成元素的氮加入到双相不锈钢中，既提高了钢的强度不显著损伤钢的塑韧性，又能抑制碳化物析出和延缓σ相形成。在许多情况下，该类双相不锈钢是最有经济效益的不锈钢金属材料。第三类的双相不锈钢是20世纪80年代发展起来的超级双相不锈钢，其合金元素的含量很高，典型成分为25%Cr，6~7%Ni，3~4%Mo，0.