双相不锈钢的原理

双相不锈钢的理念可以追溯到20世纪20年代，第一个双钢是1930年在瑞典的Avesta制造的。然而，仅仅在过去的30年里，双钢已经开始以一种重大意义的方式“起飞”。这主要是由于炼钢技术的进步，特别是对氮含量的控制。

标准的奥氏体钢如304(1.4301)和像430这样的铁素体钢，相对更容易制造和装配。正如它们的名字所意指的，它们主要由单相的奥氏体或铁素体组成。尽管这些类型适用于各种各样的应用程序，但这两种类型都有一些重要的技术弱点：

奥氏体---低强度(200mpa 0.2%的溶液退火状态)，低耐应力腐蚀开裂。

铁素体---低强度(略高于奥氏体，250mpa 0.2%)，粗的可焊性很弱，低温韧性差。

此外，奥氏体类型的高镍含量导致价格波动较多，这对许多终端用户来说是不能够接受的。

双相不锈钢的基本概念是产生一种化学成分，使铁素体和奥氏体的混合物大致相等。这两个阶段的平衡提供了以下内容：

更高的强度。当前双相不锈钢的成绩0.2%PS的范围是400-550MPA，这样可以通过减少截面厚度，从而减少重量。这种优势利用的有----压力容器如储罐、结构应用的有桥梁等等。

更厚的截面，有良好的可焊接性。虽然不像奥氏体那么简单，但是比铁素体好很多。

良好韧性,比铁素体低温，特别是到零下50摄氏度，伸展到零下80摄氏度的时候。

抗应力腐蚀破裂----标准奥氏体钢特别容易出现这种类型的腐蚀。利用这种优势的一些很重要的应用包括：热水箱、酿造罐、制炼厂、游泳池的结构

奥氏体/铁氧体如何实现平衡?

不锈钢中重要的成分可以分为铁素体和奥氏体，每个元素都有利于一个结构或另一个。

430级有一个铁素体的优势，铁素体在结构中也是如此。304级能成为奥氏体，主要通过使用约8%镍。为了达到每一阶段大约50%的双钢结构，必须在奥氏体和铁素体之间保持平衡。这就解释了为什么双钢的镍含量通常低于奥氏体。

使用双相不锈钢过程中的障碍

高强度、广泛耐蚀性、适度可焊性等特点，真的是非常有吸引力的组合，似乎也为增加双相不锈钢的市场份额提供了巨大的潜力。然而，重要的是，还需要了解双相不锈钢的局限性，以及为什么它们总是可以成为“利基市场参与者”。

高强度的优点在考虑成形和机械加工的时候会显得很不利。高强度也有比奥氏体等级更低的延展性。因此，任何需要高度的形式化能力的应用，例如，一个水槽，就被排除在双相不锈钢之外。即使是适当的延性，也需要更高的力来形成材料，例如管子弯曲的时候。只有一个例外，即较差的机械加工能力，等级为1.4162。

双相不锈钢的冶金要比奥氏体或铁素体复杂得多。这就是为什么三天的会议讨论，都可以专注于双相不锈钢的原因。这一因素意味着在工厂生产和制造这些产品变得更加困难。

除了铁素体和奥氏体，如果没有正确的处理方法，祛除一系列不需要的阶段，双相不锈钢也可以形成，尤其是热处理。

在生产或焊接过程中冷却速度不够快时，最可能发生sigma相的形成。钢的合金化程度越高，sigma相形成的概率也就越高。因此，超双钢最容易出现这个问题。

475度脆化的形成是由于一个称为α′(α')的阶段。虽然最糟糕的温度是475 deg C，但它仍然可以在温度低到300度的温度下形成，这就导致了对双钢的很高温度的限制。这种限制进一步降低了应用程序的潜在范围。

在天平的另一端，与奥氏体等级相比，双相不锈钢的低温使用是有限制的。不像奥氏体钢，双相不锈钢在冲击试验中表现出了延性脆性的转变。一个典型的测试温度是- 46 deg C，用于海上石油和天然气的应用，负80度的deg C是双相不锈钢通常会遇到的最低温度。

双相不锈钢的特征：

耐腐蚀性能给予它广泛的运用范围

良好的韧性，可以降温至零下80摄氏度，而不是真正的低温应用

特别的抗应力腐蚀开裂

壁厚部分的可焊接性

形成与机械加工，比奥氏体更难

温度的最大限制是到300摄氏度

设计强度是奥氏体与铁素体不锈钢的两倍

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主要有316系列(S31603、022Cr17Ni12Mo2、316L、316Ti、316H、317L等)、321系列(S32168、06Cr18Ni1611Ti、321、321H等)、304系列(S30408、06Cr19Ni10、304、S30403、304L、022Cr19Ni10、S30409、304H、07Cr19Ni10等)、310S、309S、1Cr25Ni20SI2、1Cr20Ni14SI2、253MA等耐热不锈钢，2205、2304、2101、2507…双相不锈钢、不锈钢铸造件等。

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