雙相不銹鋼按其化學(xué)成分分類(lèi),可分為Cr18型、Cr23(不含Mo)型、Cr22型和Cr25型四類(lèi)。對(duì)于Cr25型雙相不銹鋼又可分為普通型和超級(jí)雙相不銹鋼,其中應(yīng)用較多的是Cr22型和Cr25型。我國(guó)采用的雙相不銹鋼以瑞典產(chǎn)居多,具體牌號(hào)有:3RE60(Cr18型),SAF2304 (Cr23型),SAF2205 (Cr22型),SAF2507(Cr25型)。第一類(lèi)屬低合金型,代表牌號(hào)UNS S32304(23Cr-4Ni-0.1N),鋼中不含鉬,PREN值為24-25,在耐應(yīng)力腐蝕方面可代替AISI304或316使用。
第二類(lèi)屬中合金型,代表牌號(hào)是UNS S31803(22Cr-5Ni-3Mo-0.15N),PREN值為32-33,其耐蝕性能介于AISI 316L和6%Mo+N奧氏體不銹鋼之間。
第三類(lèi)屬高合金型,一般含25%Cr,還含有鉬和氮,有的還含有銅和鎢,標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)UNSS32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N),PREN值為38-39,這類(lèi)鋼的耐蝕性能高于22%Cr的雙相不銹鋼。
第四類(lèi)屬超級(jí)雙相不銹鋼型,含高鉬和氮,標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)UNS S32750(25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N),有的也含鎢和銅,PREN值大于40,可適用于苛刻的介質(zhì)條件,具有良好的耐蝕與力學(xué)綜合性 能,可與超級(jí)奧氏體不銹鋼相媲美。我國(guó)新標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化學(xué)成分》中加入了許多雙相不銹鋼牌號(hào)。如:14Cr18Ni11Si4AlTi、 022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti。
另外:著名的2205雙相鋼相當(dāng)于我國(guó)的022Cr23Ni5Mo3N.。
由于兩相組織的特點(diǎn),通過(guò)正確控制化學(xué)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(yōu)點(diǎn),它將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強(qiáng)度和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起,正是這些優(yōu)越的性能使雙相不銹鋼作為可焊接的結(jié)構(gòu)材料發(fā)展迅速,80年代以來(lái)已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不銹鋼并列的一個(gè)鋼類(lèi)。雙相不銹鋼有以下性能特點(diǎn):
1)含鉬雙相不銹鋼在低應(yīng)力下有良好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能。一般18-8型奧氏體不銹鋼在60°C以上中性氯化物溶液中容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂,在微量氯化物及硫化氫工業(yè)介質(zhì)中用這類(lèi)不銹鋼制造的熱交換器、蒸發(fā)器等設(shè)備都存在著產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂的傾向,而雙相不銹鋼卻有良好的抵抗能力。
2)含鉬雙相不銹鋼有良好的耐孔蝕性能。在具有相同的孔蝕抗力當(dāng)量值(PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%)時(shí),雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼的臨界孔蝕電位相仿。雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼耐孔蝕性能與AISI 316L相當(dāng)。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(guò)了AISI 316L。
3)具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。在某些腐蝕介質(zhì)的條件下,適用于制作泵、閥等動(dòng)力設(shè)備。
4)綜合力學(xué)性能好。有較高的強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度,屈服強(qiáng)度是18-8型奧氏體不銹鋼的2倍。固溶態(tài)的延伸率達(dá)到25%,韌性值A(chǔ)K(V型槽口)在100J以上。
5)可焊性良好,熱裂傾向小,一般焊前不需預(yù)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焊接。
6)含低鉻(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(jīng)過(guò)鍛造,直接軋制開(kāi)坯生產(chǎn)鋼板。含高鉻(25%Cr)的雙相不銹鋼熱加工比奧氏體不銹鋼略顯困難,可以生產(chǎn)板、管和絲等產(chǎn)品。
7)冷加工時(shí)比18-8型奧氏體不銹鋼加工硬化效應(yīng)大,在管、板承受變形初期,需施加較大應(yīng)力才能變形。
8)與奧氏體不銹鋼相比,導(dǎo)熱系數(shù)大,線(xiàn)膨脹系數(shù)小,適合用作設(shè)備的襯里和生產(chǎn)復(fù)合板。也適合制作熱交換器的管芯,換熱效率比奧氏體不銹鋼高。
9)仍有高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆性?xún)A向,不宜用在高于300°C的工作條件。雙相不銹鋼中含鉻量愈低,σ等脆性相的危害性也愈小。