雙相不銹鋼316性能對(duì)比

雙相不銹鋼316性能對(duì)比雙相不銹鋼和奧氏體316L不銹鋼的各項(xiàng)性能對(duì)比試驗(yàn)所謂雙相不銹鋼是在其固溶組織中鐵素體相與奧氏體相約各占一半，一般量少相的含量也需要達(dá)到30%。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。該類(lèi)鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無(wú)室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時(shí)還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高，具有超塑性等特點(diǎn)。與奧氏體不銹鋼相比，強(qiáng)度高且耐晶間副食和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。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)。我們選擇了沈陽(yáng)天寶制鋼公司冶煉的00Cr22Ni5Mo3N（雙相不銹鋼）和316L鋼做為試驗(yàn)鋼種，進(jìn)行雙相不銹鋼和奧氏體不銹鋼的各項(xiàng)性能對(duì)比試驗(yàn)。以便在了解316L鋼的基礎(chǔ)上，加深對(duì)雙相不銹鋼的力學(xué)性能、耐腐蝕性能的了解。1.化學(xué)成分（％）SiSPCrNiMoNMn鋼號(hào)分析單位C雙相鋼遼特鋼質(zhì)檢0.0291.000.250.0020.02721.195.912.660.131316L沈陽(yáng)天寶0.011.350.320.0060.02417.3614.232.38－2.機(jī)械性能鋼號(hào)熱處理制度σb(Mpa)σs(Mpa)δ%雙相鋼固溶1060℃水淬78554043316L固溶1050℃水淬56527546從上述結(jié)果看出，雙相不銹鋼強(qiáng)度高于316L鋼，屈服強(qiáng)度近是其2倍。3.低倍組織鋼號(hào)中心疏松（級(jí)）一般疏松（級(jí)）方形疏松（級(jí)）雙相鋼0.50.50316L0.50.504．純潔度按ASTME45A檢驗(yàn)結(jié)果如下：鋼號(hào)ABCD細(xì)粗細(xì)粗細(xì)粗細(xì)粗雙相鋼000.50001.00001.00001.00316L000.50.5000.50000.50001.00從上表中可以看出A890和316L兩爐鋼的低倍組織和純潔度水平相當(dāng)。5.相比例的檢驗(yàn)結(jié)果爐號(hào)代號(hào)鐵素體（％）1號(hào)45鍛棒2號(hào)463號(hào)47VODTB02-761熱軋穿孔荒管4號(hào)46表中的數(shù)據(jù)說(shuō)明本爐鋼的相比例控制比較合理，證明所采用的煉鋼工藝能?chē)?yán)格準(zhǔn)確控制所要求的化學(xué)成分。6．耐晶間腐蝕性能為了驗(yàn)證該鋼的耐腐蝕性能水平，根據(jù)Stamicarbon對(duì)316L（尿素級(jí)）的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了00Cr22Ni5Mo3N（雙相不銹鋼）鋼和316L鋼（尿素級(jí)）對(duì)比試驗(yàn)。其試樣均為固溶態(tài)，在65±0.2%HNO3沸騰溶液中試驗(yàn)5周期，每周期48小時(shí)，其結(jié)果列如下表：表10每個(gè)周期的腐蝕量，μm/48h鋼種1周期2周期3周期4周期5周期5個(gè)周期平均腐蝕量μm/48h雙相鋼0.87670.81101.427321.358641.1195851.11865316L1.885080.908420.8316551.714491.701691.408267Huey法是作為尿素用材耐蝕性的各國(guó)通用的一個(gè)主要檢驗(yàn)方法，這個(gè)方法要求很?chē)?yán)格，一般化學(xué)成分控制不當(dāng)，鋼的冶金質(zhì)量不好，很難通過(guò)此法。316L（尿素級(jí)）規(guī)定5個(gè)周期平均腐蝕量≤3.3μm/48h為合格。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，00Cr22Ni5Mo3N鋼不但達(dá)到了這一要求，而且也達(dá)到了25－22－2（2RE69）奧氏體不銹鋼的耐蝕標(biāo)準(zhǔn)平均腐蝕量≤1.5μm/48h，好于316L（尿素級(jí)）的平均腐蝕量，特別是從第5周期開(kāi)始，00Cr22Ni5Mo3N鋼腐蝕量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于316L（尿素級(jí)）的腐蝕量，從而說(shuō)明了00Cr22Ni5Mo3N鋼化學(xué)成分理想，冶金質(zhì)量?jī)?yōu)良。7.結(jié)論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AISI316L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AISI316L。（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。雙相不銹鋼（DuplexStainlessSteel，簡(jiǎn)稱(chēng)DSS），指鐵素體與奧氏體各約占50%，，一般較少相的含量最少也需要達(dá)到3O%的不銹鋼。雙相不銹鋼從20世紀(jì)40年代在美國(guó)誕生以來(lái)，已經(jīng)發(fā)展到第三代。它的主要特點(diǎn)是屈服強(qiáng)度可達(dá)400-550MPa，使普通不銹鋼的2倍，因此可以節(jié)約用材，降低設(shè)備制造成本。在抗腐蝕方面，特別是介質(zhì)環(huán)境比較惡劣（如海水，氯離子含量較高）的條件下，雙相不銹鋼的抗點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優(yōu)于普通的奧氏體不銹鋼，可以與高合金奧氏體不銹鋼媲美。雙相不銹鋼具有良好的焊接性能，與鐵素體不銹鋼及奧氏體