双相不锈钢

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双相不锈钢发展历史及现状

来源:至德钢业 日期:2022-07-21 09:43:30 人气:519

双相不锈钢(Duplex Stainless Steel,简称DSS),顾名思义,是指组织中存在两种不同的相[5]。一般来说,双相不锈钢是指铁奥双相,即在固溶组织中,铁素体相和奥氏体相约各占一半,此时具有较好的强度韧性和塑性,双相不锈钢典型组织。由于双相不锈钢中铭、铝、氢等合金元素的加入和两相的组织特点,与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢不仅强度较高,而且拥有良好的耐晶间腐蚀及耐应力腐蚀性能;与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢兼具良好的韧性、塑性,并且可焊接性能良好,韧脆转变温度更,低。基于以上优点,双相不锈钢迅速发展,在化工、轻工、食品、能源与环保、建筑等领域都得到了广泛的应用。

1936年在法国,与双相不锈钢有关的第一个专利成功申请[8]。从二十世纪三十年代算起,双相不锈钢的发展历史距今已经接近九十年。截至目前,工业上成熟应用的双相不锈钢已经发展到第三代5。近年来,已经有一批学者开始致力于第四代双相不锈钢的开发研究。

美国于20世纪40年代所开发了牌号为UNS32900的双相不锈钢。该钢种具有高铝、铭,含碳量较高(<0.1%C)的特点,其耐局部腐蚀能力较强,但在焊接时会析出碳化物使得耐蚀性能降低。鉴于此,各国都在329钢基础上降低碳含量来开发新钢种,最著名的是瑞典于60年代中期开发的的3Re60钢。它是第一代双相不锈钢的代表性钢种,其铭含量为18%,具有超低碳、良好的可焊性和成型性等特点。一代双相不锈钢特点是耐腐蚀性能较好,但由于碳含量较高,在焊接时热影响区容易出现单相铁素体而导致耐腐蚀性能下降,因此应用方面受到一定限制。

第二代双相不锈钢为新型含氨双相不锈钢。二代双相不锈钢的成功研制,得益于二次精炼技术的普及和冶炼超低碳钢技术的日益成熟,使得碳含量在冶炼过程中可以控制到0.03%以下;另一方面,锦资源的短缺使得奥氏体不锈钢的价格上涨,同时随着工业的发展,不锈钢的需求进一步增加。同时研究者们发现,氨作为奥氏体形成元素,对双相不锈钢组织有重要影响。氨元素不仅可以提高接头的耐蚀性,还可以提高奥氏体相的耐点蚀性能。第二代双相不锈钢的代表钢种为瑞典开发的SAF2205

随着冶金技术的飞速发展,在炼钢过程中能够精确控制氢的加入,代表牌号为Zeron100SAF2507的第三代双相不锈钢于二十世纪八十年代研制成功。三代双相不锈钢具有良好的耐点蚀性能,超低碳含量(C0.01~0.02%),较高铝含量(Mo1~4%)和较高的気含量(N0.1-0.3%)。

四代双相不锈钢有经济节约型双相不锈钢和超级双相不锈钢两个不同的方向。由于现在锦资源短缺,锦价格波动较大,因此研制节锦节铝的经济型双相不锈钢迫在眉睫。

这个方向典型的钢种为瑞典开发的LDX2101双相不锈钢。另一方面,研制超级型和特超级型双相不锈钢可以满足极端恶劣环境下对材料的要求,比如海水热交换器所处的高氣化物环境,对于耐局部点蚀性能有着极高的要求。这个方向瑞典开发的SAF2507应用较为广泛,此外,还有较为常见的SAF2906SAF3207HD等牌号。双相不锈钢按照所含合金的类型和含量,可以分为四大类。

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