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双相不锈钢的发展、特点及其应用
作者：王刚 郭幼丹 郭雷 余思骞 吴亚平 来源：《科技与创新》2015年第07期
摘 要：双相不锈钢于20世纪30年代被开发出来，其以优良的性能在船海工程、深海石油、化工工业、建筑结构等领域得到了广泛的应用。简单介绍了双相不锈钢发展的历史背景，综述了双相不锈钢的性能特点和几种常用不锈钢的主要化学成分，最后介绍了双相不锈钢在各个领域的应用及其未来的发展前景。
关键词：双相不锈钢；耐腐蚀能力；力学性能；性能特点
中图分类号：G142.71 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.091
双相不锈钢组织结构由铁素体和奥氏体两相组成，兼具铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的性能特点。它将铁素体不锈钢强度高、塑性好、耐腐蚀等特点与奥氏体不锈钢所具有的良好的韧性和焊接性相结合。正是由于双相不锈钢各方面的性能优异，因此，双相不锈钢自20世纪30年代被开发以来，便在海洋工程、船舶、石油、化工等领域得到了广泛的应用。近年来，世界双相不锈钢的产量不断增长，已占不锈钢总产量的5%以上。 1 双相不锈钢的发展 1.1 历史背景
为了解决铁素体类或马氏体类不锈钢在酸性环境下耐腐蚀能力不足的问题，20世纪30年代，许多国家开始双相不锈钢的研制工作，相继有多种合金含量不同的双相不锈钢被开发出来，典型的代表有瑞典的435E、3RE60钢，法国的Urnnus50钢。这些钢种成为了最早的双相不锈钢，即第一代双相不锈钢，其中又以3RE60钢最具代表性。这种钢的含碳量极低，加工性能和焊接性能良好，同时耐局部腐蚀和应力腐蚀的能力较强，因此得到了较为广泛的应用。 20世纪70年代，得益于二次精练技术的出现以及双相不锈钢中其他合金元素的加入，尤其是氮元素的添加，使得双相不锈钢的发展有了一个很大的突破，进而研制开发了第二代双相不锈钢，典型的代表是SAF2205钢。这种钢的力学性能和耐局部腐蚀能力得到了很大的增强。第二代双相不锈钢解决了第一代双相不锈钢铁素体含量过高的问题，改善了材料的冷、热加工工艺性能，减少了C对耐腐蚀性能的不利作用。
对于船海工程、石油化工这类工况复杂、苛刻的行业，第二代双相不锈钢的耐海水腐蚀能力和焊接性能表现出局限性。因此，世界各国都致力于研制腐蚀性更强的双相不锈钢。20世纪80年代，运用热力学数据，研制开发了超级双相不锈钢，典型代表为SAF2507钢。作为第三代双相不锈钢的代表，SAF2507钢提高了合金元素的含量，较好地平衡了铁素体和奥氏体的相比例。通过热成形的方法使两相的比例接近1∶1，同时强度得到极大的提高。