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双相不锈钢性能特点及在各行业中的应用

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双相不锈钢性能特点及在各行业中的应用

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，一般最少相的含量要达到30%的不锈钢。双相不锈钢是在18-8奥氏体不锈钢的基础上，提高Cr含量或者加入其他铁素体元素形成的，不仅具有奥氏体加铁素体双向组织，而且节约了Ni合金。
由于双向不锈钢两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，双相不锈钢能够兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。双相不锈钢由于奥氏体的存在降低了高Cr铁素体的脆性和晶体长大的倾向性，又保持了优良的韧性和焊接性能；而铁素体的存在又提高了奥氏体的屈服强度、抗晶间腐蚀的能力和耐氯化物应力腐蚀能力。
双相不锈钢的优点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。采用双相不锈钢制造的储罐或压力容器的壁厚比采用普通奥氏体减少30%~50%，有利于降低成本。
（2）具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，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，尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥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2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L奥氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性，在一些介质（如醋酸、甲酸）中甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，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，双相不锈钢的耐磨损腐蚀和耐疲劳腐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，如生产复合板或衬里等。
（6）不论在动载或静载条件下，双相不锈钢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、爆炸等有实际应用价值。
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，不像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。
（3）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，一般焊前无须预热，焊后无须热处理。
（5）应用范围比铁素体不锈钢宽。双相不锈钢的缺点与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势有：其一，应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，耐热性较低，其使用温度须控制在300℃以下。其二，塑韧性比奥氏体不锈钢低，冷加工比奥氏体不锈钢的加工硬化效应大，在管、板承受变形初期，须施加较大的力才能变形，使管、板产生的内应力大。
含25%Cr的双相不锈钢比奥氏体不锈钢热加工困难。其三，存在中温脆性区，必须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，双相不锈钢的弱势是：合金元素含量高，价格相对高，一般铁素体不含Ni。双相不锈钢的分类和牌号截至目前，双相不锈钢的发展经历了三代，目前世界各国均有其牌号。典型的双相不锈钢可分为四类：第一类属低合金型，代表牌号是UNSS32304（23Cr-4Ni-0.1N），钢中不含Mo，耐点蚀当量PRE值为24~25，在耐应力腐蚀方面可代替AISI304（0Cr18Ni9）或316（OCr17Ni12Mo2）使用。

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