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Project dynamics雙相不銹鋼的分析
發布時間：2019-01-15
雙相不銹鋼是在18-8奧氏體不銹鋼的基礎上，提高C r含量或者加入其他鐵素體元素形成的，使鋼具有奧氏體加鐵素體雙向組織，又節約了Ni合金。 由于雙向不銹鋼兩相組織的特點，通過正確控制化學成分和熱處理工藝，使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點。文章主要介紹雙相不銹鋼的性能、雙相不銹鋼的類型以及雙相不銹銅的應用領域。
雙相不銹鋼的基本優點如下：
(1)含鉻量為18％—22％的雙相不銹鋼在低應力下有良好的耐中性氯化物應力腐蝕性
能。一般應用在70Y以上中性氯化物溶液中的18—8型奧氏體不銹鋼容易發生應力腐蝕破
裂，在微量氯化物及硫化氫的工業介質中用這類不銹鋼制造的熱交換器、蒸發器等設備都存在著產生應力腐蝕破裂的傾向，而雙相不銹鋼卻有良好的抵抗能力。
(2)含鑰雙相不銹鋼有良好的耐孔蝕性能。在具有相同的孔蝕當量值(PR5＝cr％*3．3％Moll6％N)時，雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼的臨界孔蝕電位相近。含18％cr的雙相不
銹鋼耐孔蝕性能與AIsl316L相當。含25％Cr的尤其是含氮的高鉻雙相不銹鋼的耐孔蝕和縫
隙腐蝕性能超過了AISI 316L。
(3)有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能，在某些腐蝕介質條件下被用于泵、閥等設
備中。
(4)綜合力學性能好，有較高的強度和疲勞強度，屈服強度是18—8型奧氏體不銹鋼的
2倍。雙相不銹鋼由于具有奧氏體+鐵素體雙相組織，且兩個相組織的含量基本相當，故兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點。屈服強度可達400Mpa ~ 550MPa，是普通奧氏體不銹鋼的2倍。與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的韌性高，脆性轉變溫度低，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高；同時又保留了鐵素體不銹鋼的一些特點，如475℃脆性、熱導率高、線膨脹系數小，具有超塑性及磁性等。與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的強度高，特別是屈服強度顯著提高，且耐孔蝕性、耐應力腐蝕、耐腐蝕疲勞等性能也有明顯的改善。
(5)可焊性良好，熱裂傾向小。一般焊前不需預熱，焊后不需熱處理，可與18—8型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種鋼焊接。
(6)臺低鉻(18％cr)的雙相不銹鋼熱加工溫度范圍比18—8型奧氏體不銹鋼寬，抗力小，
可不經過鍛造，直接軋制開坯生產鋼板”肯高鉻(25％c?)的鋼則比奧氏休不銹鋼熱加r
困難。
(7)與奧氏體不銹鋼相比，導熱系數大，線膨脹系數小板，也適用丁制造熱交換器的管芯。與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼(DSS)的強度和耐局部腐蝕性能結合良好， DSS的金相組織通常為50％的鐵素體和50％的奧氏體，但二者的比例也可以在35％／65％到55％／45％之間變化。由于其高強度及長期使用中的高可靠性，目前國外開始考慮把它作為“基體材料”，以代替碳鋼應用到大型儲罐及設備制造方面。在煉油行業中經常使用的DSS有22％cr和25％Cr兩個級別，后者與前者相比包含更多的鉬和氮，具有更高的耐蝕性能
雙相不銹鑰處存在如下缺點：
(1)與奧氏休不銹鋼比較，耐熱性較低，一般控制在300Y以下的工作環境中使用。
(2)冷加r比18—8型奧氏體不銹鋼的加丁硬化效應大，在管、板承受變形初期，需施加較大的力才能變形，管、板所產生的內應力也較大。
(3)存在中溫脆性區，對熱處理及焊接不利。
(4)含25％cr的雙相不銹鋼比奧氏體個銹鋼熱加工困難。
表I 各種DSS 材料的力學性能
|
Number |
σb／MPa ≥ |
σs／Mpa ≥ |
延伸率 % ≥ |
HB |
HRC |
|
S31803 |
620 |
450 |
25．0 |
293 |
31 |
|
S32205 |
620 |
450 |
25．0 |
293 |
3l |
|
S532304 |
600 |
400 |
25．0 |
290 |
32 |
|
S32550 |
760 |
550 |
15．0 |
302 |
32 |
雙相不銹鋼的焊接性能較好，不需要預熱和焊后熱處理。焊接的關鍵在于正確選擇焊接材料，控制好熱輸入量和層間溫度。一般含22％Cr的DSS焊接時層問溫度應不超過180℃，25％Cr的DSS不超過150℃。DSS焊接的難點在于其焊接接頭是否能獲得與母材相同或相近的兩相組織，這是保證焊接接頭是否具有與母材同樣性能(包括力學性能和耐腐蝕性能等)的關鍵所在。DSS制設備在焊接前必須按規定進行焊接工藝評定和焊工技能評定，以確保焊接工藝可行。其焊接工藝可按普通不銹鋼的工藝進行，如SMAW、TIG、MIG和SAW等。
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