1。2 双相不锈钢介绍

1。2。1 双相不锈钢的简介

一般在固溶组织中铁素体相与奥氏体相各占大约一半，较少某一相的含量最少也 有 30%的不锈钢被称作双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，简称 DSS）[4]。含碳元素 高，铬大概占 18%~28%而镍一般是在 3%~10%。有些钢还含有钼、铜、铌、钛、氮 等合金元素。2205 双相不锈钢管是 2000 年成功研发的新产品，2205 双相不锈钢是一 类加氮的双相不锈钢（简称 2205 双相钢），2205 双相不锈钢合金是由 21%的铬元素， 2。5%的钼元素及 4。5%镍氮合金组成的复合式不锈钢。双相不锈钢具备奥氏体不锈钢 和铁素体不锈钢共有的特点，而且比奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢塑性、韧性更好[5]， 无室温脆性，尤其是耐晶间腐蚀性能和焊接性能在材料中都是佼佼者，同时在特定介 质中例如铁素体不锈钢在 475℃的高脆性以及较高的导热系数，而且还具有超塑性等 特点。双相不锈钢不但比奥氏体不锈钢强度更高，而且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐 蚀的能力也更强[6]。此外具有很高的耐孔蚀性能也是双相不锈钢的一个特点，所以我 们也称这种不锈钢为节镍-不锈钢。

1。2。2 双相不锈钢的性能

不同种类的不锈钢有着不同的机械性能，这个可以在应力-应变曲线中可以看出 如图 1-1，马氏体钢具有较高的抗拉强度和屈服强度但是韧性较低，相反奥氏体不锈 钢的屈服强度比较低但是塑性较好[7]。双相钢的奥氏体相的优点是由于铁素体相所带 来的高强度和极好的延展性。双相不锈钢的屈服强度高于奥氏体和铁素体是因为它有 较小的晶粒尺寸，是由于相互阻碍的铁素体和奥氏体晶粒的生长所造成，这意味着更 高的强度是来源于其两相结构而不仅仅是它的成分。另一个原因是二次奥氏体和间隙 固溶体形成的高屈服强度。

图1-1: 不锈钢的应力—应变曲线

Fig 1-1: stress—strain curve of stainless steel

双相不锈钢的拉伸性能取决于铁素体相，而良好的韧性取决于奥氏体的存在。而 双相不锈钢具有比铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢更加优良的性能。与奥氏体不锈钢相 比，双相不锈钢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[8]。具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，具有良好的耐局部腐蚀性能，比奥氏体 不锈钢的线膨胀系数低；和铁素体不锈钢相比，双相不锈钢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。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。冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素 体不锈钢。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。

但是双相不锈钢也有它的缺陷，比如应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，冷，热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。存在中温脆性区，需要严格控制热处 理和焊接的工艺制度。合金元素含量高，价格相对高。

双相不锈钢是钢铁复合化的表率，因为双相不锈钢中既含奥氏体又含有铁素体， 所以它不仅拥有奥氏体不锈钢的脆性倾向小的特性，也具有铁素体不锈钢的受外力不 易变形和在氯化物腐蚀体系中应力腐蚀敏感性小的特点。双相不锈钢中各个元素的种 类和含量对双相不锈钢的性能有很大的影响，不同的热处理工艺同样能够使双相不锈 钢拥有不同的性能特点。

总的来说，双相不锈钢具有以下性能：

（1）综合力学性能好，兼具奥氏体的韧性和铁素体的强度，脆性较低，有较高 屈服强度；