双相不锈钢(Duplex Stainless Steel,简称DSS),指铁素体与奥氏体各约占50%,一般较少相的含量少也需要达到30%的不锈钢。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X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。双相不锈钢具有X良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。
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体不锈钢的X点,它将奥氏体不锈钢所具有的X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,正是这些X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。双相不锈钢有以下性能特点:
(1)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。
(2)含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀抗力当量值(PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%)时,双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿。双相不锈钢与奥氏体不锈钢耐孔蚀性能与AISI 316L相当。含25%Cr的,尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能X过了AISI 316L。
(3)具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。在某些腐蚀介质的条件下,适用于制作泵、阀等动力设备。
(4)综合力学性能好。有较高的强度和疲劳强度,屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的2倍。固溶态的延伸率达到25%,韧性值AK(V型槽口)在100J以上。
(5)可焊性良好,热裂倾向小,一般焊前不需预热,焊后不需热处理,可与18-8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。双相不锈钢
(6)含低铬(18%Cr)的双相不锈钢热加工温度范围比18-8型奥氏体不锈钢宽,抗力小,可不经过锻造,直接轧制开坯生产钢板。含高铬(25%Cr)的双相不锈钢热加工比奥氏体不锈钢略显困难,可以生产板、管和丝等产品。
(7)冷加工时比18-8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大,在管、板承受变形初期,需施加较大应力才能变形。
(8)与奥氏体不锈钢相比,导热系数大,线膨胀系数小,适合用作设备的衬里和生产复合板。也适合制作热交换器的管芯,换热效率比奥氏体不锈钢高。
(9)仍有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向,不宜用在高于300°C的工作条件。双相不锈钢中含铬量愈低,σ等脆性相的危害性也愈小。
用于炼油、化肥、造纸、石油、化工等耐海水耐高温等热交换器和冷淋器及器件。
我国新标准GB/T 20878-2007《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》中加入了许多双相不锈钢牌号。如:14Cr18Ni11Si4AlTi、 022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。更多的牌号见标准。
另外:X的2205双相钢相当于我国的022Cr23Ni5Mo3N.。
钢号 | C≤ | Mn≤ | Si≤ | S≤ | P≤ | Cr≤ | Ni | Mo | Cu≤ | N |
S32750(SAF2507) 00Cr25Ni7Mo4N | 0.03 | 1.20 | 0.8 | 0.020 | 0.035 | 24.0/26.0 | 6.0/8.0 | 3.0/5.0 | 0.50 | 0.24/0.32 |
S31803(SAF2205) 00Cr22Ni5Mo3N | 0.03 | 2.00 | 1.0 | 0.020 | 0.030 | 21.0/23.0 | 4.50/6.50 | 2.50/3.50 | 0.08/0.20 | |
S31500(3RE60) 00Cr18Ni5Mo3Siz | 0.03 | 1.2/2.00 | 1.4/2.00 | 0.030 | 0.030 | 18.0/19.0 | 4.25/5.25 | 2.50/3.00 | 0.05/0.10 |
钢号 | σb(Mpa)≥ | σs(Mpa)≥ | δ(%)≥ | 硬度 | |
布氏(HB) | 洛氏(HRC) | ||||
S32750(SAF2507) 00Cr25Ni7Mo4N | 800 | 550 | 15 | 310 | 32 |
S31803(SAF2205) 00Cr22Ni5Mo3N | 620 | 450 | 25 | 290 | 30.5 |
S31500(3RE60) 00Cr18Ni5Mo3Siz | 630 | 440 | 30 | 290 | 30.5 |