雙相不銹鋼的原理

雙相不銹鋼的理念可以追溯到20世紀20年代，第一個雙鋼是1930年在瑞典的Avesta制造的。然而，僅僅在過去的30年里，雙鋼已經開始以一種重大意義的方式“起飛”。這主要是由于煉鋼技術的進步，特別是對氮含量的控制。

標準的奧氏體鋼如304(1.4301)和像430這樣的鐵素體鋼，相對更容易制造和裝配。正如它們的名字所意指的，它們主要由單相的奧氏體或鐵素體組成。盡管這些類型適用于各種各樣的應用程序，但這兩種類型都有一些重要的技術弱點：

奧氏體---低強度(200mpa 0.2%的溶液退火狀態)，低耐應力腐蝕開裂。

鐵素體---低強度(略高于奧氏體，250mpa 0.2%)，粗的可焊性很弱，低溫韌性差。

此外，奧氏體類型的高鎳含量導致價格波動較多，這對許多終端用戶來說是不能夠接受的。

雙相不銹鋼的基本概念是產生一種化學成分，使鐵素體和奧氏體的混合物大致相等。這兩個階段的平衡提供了以下內容：

更高的強度。當前雙相不銹鋼的成績0.2%PS的范圍是400-550MPA，這樣可以通過減少截面厚度，從而減少重量。這種優勢利用的有----壓力容器如儲罐、結構應用的有橋梁等等。

更厚的截面，有良好的可焊接性。雖然不像奧氏體那么簡單，但是比鐵素體好很多。

良好韌性,比鐵素體低溫，特別是到零下50攝氏度，伸展到零下80攝氏度的時候。

抗應力腐蝕破裂----標準奧氏體鋼特別容易出現這種類型的腐蝕。利用這種優勢的一些很重要的應用包括：熱水箱、釀造罐、制煉廠、游泳池的結構

奧氏體/鐵氧體如何實現平衡?

不銹鋼中重要的成分可以分為鐵素體和奧氏體，每個元素都有利于一個結構或另一個。

430級有一個鐵素體的優勢，鐵素體在結構中也是如此。304級能成為奧氏體，主要通過使用約8%鎳。為了達到每一階段大約50%的雙鋼結構，必須在奧氏體和鐵素體之間保持平衡。這就解釋了為什么雙鋼的鎳含量通常低于奧氏體。

使用雙相不銹鋼過程中的障礙

高強度、廣泛耐蝕性、適度可焊性等特點，真的是非常有吸引力的組合，似乎也為增加雙相不銹鋼的市場份額提供了巨大的潛力。然而，重要的是，還需要了解雙相不銹鋼的局限性，以及為什么它們總是可以成為“利基市場參與者”。

高強度的優點在考慮成形和機械加工的時候會顯得很不利。高強度也有比奧氏體等級更低的延展性。因此，任何需要高度的形式化能力的應用，例如，一個水槽，就被排除在雙相不銹鋼之外。即使是適當的延性，也需要更高的力來形成材料，例如管子彎曲的時候。只有一個例外，即較差的機械加工能力，等級為1.4162。

雙相不銹鋼的冶金要比奧氏體或鐵素體復雜得多。這就是為什么三天的會議討論，都可以專注于雙相不銹鋼的原因。這一因素意味著在工廠生產和制造這些產品變得更加困難。

除了鐵素體和奧氏體，如果沒有正確的處理方法，祛除一系列不需要的階段，雙相不銹鋼也可以形成，尤其是熱處理。

在生產或焊接過程中冷卻速度不夠快時，最可能發生sigma相的形成。鋼的合金化程度越高，sigma相形成的概率也就越高。因此，超雙鋼最容易出現這個問題。

475度脆化的形成是由于一個稱為α′(α')的階段。雖然最糟糕的溫度是475 deg C，但它仍然可以在溫度低到300度的溫度下形成，這就導致了對雙鋼的很高溫度的限制。這種限制進一步降低了應用程序的潛在范圍。

在天平的另一端，與奧氏體等級相比，雙相不銹鋼的低溫使用是有限制的。不像奧氏體鋼，雙相不銹鋼在沖擊試驗中表現出了延性脆性的轉變。一個典型的測試溫度是- 46 deg C，用于海上石油和天然氣的應用，負80度的deg C是雙相不銹鋼通常會遇到的最低溫度。

雙相不銹鋼的特征：

耐腐蝕性能給予它廣泛的運用范圍

良好的韌性，可以降溫至零下80攝氏度，而不是真正的低溫應用

特別的抗應力腐蝕開裂

壁厚部分的可焊接性

形成與機械加工，比奧氏體更難

溫度的最大限制是到300攝氏度

設計強度是奧氏體與鐵素體不銹鋼的兩倍

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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等耐熱不銹鋼，2205、2304、2101、2507…雙相不銹鋼、不銹鋼鑄造件等。

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