DOC《双相不锈钢基础知识普及》

双相不锈钢基础知识普及 双相不锈钢是指在固溶组织中铁素体相和奥氏体相约各占一半的不锈钢.

通过合理的成分设计以及热处理工艺控制,实现了铁素体相和奥氏体相共存,并兼备了两相各自的优点,如奥氏体不锈钢的优良韧性、焊接性,与铁素体不锈钢的高强度和耐耐氯化物应力腐蚀性能等,与同性能级别的奥氏体相比,明显降低了贵重金属Ni的含量 ,是低成本与高性能的完美统一.因此近年来作为可焊接的结构材料,得到快速发展,目前已成为不锈钢的重要组成部分,在石油、化工、造船、造纸、海水淡化、交通运输、核电、桥梁、建筑幕墙等多领域得到成功广泛的应用.

1、双相不锈钢的发展历史和趋势 双相不锈钢的发展起源于20世纪30年代,法国人在1935年获得第一个专利.一般认为,截至上世纪80年代,双相不锈钢的发展经历了三代. 第一代双相不锈钢以开始于美国上世纪40年代开发的329钢,该钢种的典型特征是含有较高的Cr、Mo,改善了耐蚀性,但由于含碳量较高(≤0.1%),因此焊接时会有碳化物沿晶界析出,导致耐蚀性降低,一般只用于铸件.期间各国都在降低碳改善焊接性开展了大量工作,开发了一系列新品种,如苏联的钛稳定型的1Cr21Ni5Ti、德国的1.

4582、法国的UR50(Cr21-Ni7.5-Mo2.5-Cu1.5)、日本的329J1(C≤0.08%,Cr25-Ni4.5-Mo2).1960年瑞典开发了著名的3RE60(00Cr18Ni5Mo3Si2),它是第一代双相不锈钢的代表钢种,焊接及成型性能良好,广泛代替304L、316L用作耐氯离子应力腐蚀的材料,但不足的是该钢种焊接热影响区极易出现单相铁素体组织,导致焊接接头的韧性降低,耐蚀性变差. 第二代双相不锈钢是在上世纪70年代,随着AOD、VOD等二次精炼技术的发展,使得超低碳(C≤0.03%)冶炼普及,同时N在不锈钢中独特作用的深入认识,大大促进了含N、超低碳双相不锈钢的开发应用,在此基础上,通过Mo、Cu、Si等耐蚀性元素的加入,开发了一大批性能优良、应用广泛的双相不锈钢.典型的代表钢种是瑞典SAF

2205、法国UR45N、日本的329J3L、329J4L等.其中,2205目前占双相不锈钢总量的70%以上. 第三代双相不锈钢一般也称之为超级双相不锈钢(Super DSS),是在上世纪80年代后期发展起来的.这类钢的特点是含超低碳,含3-4%的Mo、0.3%左右的N,部分钢种还加入Cu、W,此类钢具有优良的耐Cl-点蚀性能,点蚀当量指数(PREN=Cr%+3.3*(Mo+0.5W)%+16*N%)大于40.典型钢种有S

32750、S32760(Zeron100)、S

32550、S

32906、DP

3、UR52N等.与第一和第二代双相不锈钢相比,第三代双相不锈钢在耐腐蚀性能方面有很大的提高,不仅耐应力腐蚀破裂.同时也可以应用在海水环境中. 到了上世纪90年代,由于世界范围内的镍资源紧张,加上镍价上涨等因素的影响,使不锈钢企业纷纷寻找成本更低的新钢种,即开发新型节镍经济型双相不锈钢.如瑞典LDX2101(Ni含量在1.35-1.70%)、美国阿里根尼的AL2003,法国的UR

2202、新日铁的NSSC2120等,实现了成本与性能的完美统一,目前已在全球得到了成功应用,并倍受关注. 同时,在SuperDSS的基础上,通过增加Cr、Mo、N的含量(达到5000ppm),SANDVIK开发成功PREN超过

50、强度达到1000MPa的特超级双相不锈钢SAF2707HD、SAF3207HD,它们比6%Mo钢种的耐腐蚀性能更好,与Ni基耐蚀合金相当,用于温度较高的天然油气井、深海管线、海水冷却交换器等. 总之,双相不锈钢伴随着钢铁冶金技术的进步、资源高效利用认识的不断提高,经历了不同的发展历程,目前已经形成以