雙相不銹鋼的研究進(jìn)展

摘要：本文簡(jiǎn)述了雙相不銹鋼的發(fā)展歷程，綜述了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外雙相不銹鋼研究的進(jìn)展情況，并對(duì)雙相不銹鋼未來(lái)的研究方向作了初步探討。

關(guān)鍵詞：雙相不銹鋼 研究進(jìn)展 研究方向 發(fā)展趨勢(shì)

雙相不銹鋼兼有奧氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)，與奧氏體不銹鋼相比，其屈服強(qiáng)度一般為Cr-Ni奧氏體不銹鋼的2倍，具有很強(qiáng)的耐氯化物應(yīng)力腐蝕、抗局部點(diǎn)蝕的能力[1]；與鐵素體不銹鋼相比，其塑性、韌性更高且無(wú)室溫脆性[2]。由于雙相不銹鋼具有許多優(yōu)異的性能，使其作為一種重要的可焊接結(jié)構(gòu)材料，日益受到人們的重視并對(duì)其進(jìn)行了大量的研究，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

1、雙相不銹鋼的發(fā)展概況

雙相不銹鋼出現(xiàn)于20世紀(jì)30年代，它經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段是以SAF2304為代表的雙相不銹鋼，它的化學(xué)組成是23％Cr、4％Ni、0.1％N，不含鉬且具有良好的耐腐蝕性；第二階段是以SAF2205為代表的雙相不銹鋼，它的化學(xué)組成是22％Cr、5％Ni、O.17％N，PRE值較高且其耐腐蝕性能比SAF2304要高許多[3]；第三階段是以SAF2507為代表的雙相不銹鋼，它的化學(xué)組成是25％Cr、6～7％Ni、3～4％Mo、0.2～0.3％N，其PRE值達(dá)到40，具有良好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕等性能，主要用于含H2S或Cl等非常惡劣的腐蝕環(huán)境中[4]。

2、雙相不銹鋼國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

2.1 雙相不銹鋼國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

20世紀(jì)70年代國(guó)內(nèi)雙相不銹鋼開(kāi)始了研究，北京鋼鐵研究總院最早開(kāi)始這方面的研究工作，它開(kāi)發(fā)的第一個(gè)鋼種為00Crl8Ni5Mo3Si2且已納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[5]。寶鋼開(kāi)發(fā)過(guò)的鋼種有2205、25O7等。20世紀(jì)90年代末太鋼開(kāi)始研發(fā)雙相不銹鋼2205，目前已達(dá)到S3l803的標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)內(nèi)一些學(xué)者對(duì)雙相不銹鋼進(jìn)行了研究。谷莉等[6]總結(jié)了影響2205雙相不銹鋼焊接性的因素，指出冷卻速度、氮含量、焊接熱輸入、σ相脆化及焊后消應(yīng)力處理等都對(duì)雙相不銹鋼的焊接性產(chǎn)生重要影響。繆樂(lè)德等[7]研究了750℃下不同熱處理時(shí)間對(duì)2205雙相不銹鋼析出相的影響，結(jié)果表明，在時(shí)效開(kāi)始時(shí)先形成金屬間相γ相，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，γ相減少，而σ相逐漸形成并最終占主量。鮑崇高等[8]對(duì)雙相不銹鋼26O5N與鐵索體不銹鋼Cr30的耐腐蝕性能進(jìn)行了研究，試驗(yàn)中所用的2605N兩相比例約為13.9％奧氏體和86.1％鐵素體，試驗(yàn)結(jié)果表明2605N雙相不銹鋼的腐蝕速率遠(yuǎn)低于Cr30鐵素體不銹鋼，Cr30的腐蝕速率是雙相不銹鋼材料的7倍多。

2.2 雙相不銹鋼國(guó)外研究進(jìn)展

目前，在雙相不銹鋼的研發(fā)方面，歐美各國(guó)處于領(lǐng)先水平，瑞典的Sandvik、美國(guó)的KA等公司是世界著名的雙相不銹鋼研發(fā)公司。亞洲的日本和韓國(guó)也是雙相不銹鋼的主要生產(chǎn)國(guó)，其鋼種生產(chǎn)的水平較高。

國(guó)外一部分學(xué)者對(duì)雙相不銹鋼進(jìn)行了研究。S.Sathiyanarayanan等[9]采用電化學(xué)方法比較了Ti6Al4V合金、傳統(tǒng)的雙相不銹鋼（UNS31803）和AISI304奧氏體不銹鋼在常見(jiàn)腐蝕液中的腐蝕行為，同時(shí)又探討了雙相不銹鋼在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用性。結(jié)果表明，雙相不銹鋼的整體耐腐蝕性稍低于奧氏體不銹鋼與鈦合金。當(dāng)浸入腐蝕液中時(shí)，雙相不銹鋼沒(méi)有出現(xiàn)點(diǎn)蝕，與此同時(shí)雙相不銹鋼顯示出與鈦合金相似的耐局部腐蝕性能，可以認(rèn)為雙相不銹鋼是鈦合金的最佳替代材料。A.Cigada等[10]開(kāi)發(fā)了一種具有高鉬和高氮含量的25Cr-7Ni-4Mo-0.28N奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼，與傳統(tǒng)的不銹鋼相比，25Cr-7Ni-4Mo-0.28N雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐腐蝕性能及力學(xué)性能，可以作為ASTM F138奧氏體不銹鋼的替代材料。

3、雙相不銹鋼研究的發(fā)展趨勢(shì)

目前，雙相不銹鋼展現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢(shì)。一方面，由于雙相不銹鋼具有高強(qiáng)度及良好耐腐蝕性能等特點(diǎn)，可以發(fā)展以2507為代表的超級(jí)雙相不銹鋼，從而可以部分代替超級(jí)奧氏體不銹鋼904L等；另一方面，由于雙相不銹鋼具有節(jié)約資源的優(yōu)勢(shì)，可以開(kāi)發(fā)一部分經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼，以Mn、N元素代替Ni、Mo等貴金屬，降低材料成本。此外，通過(guò)對(duì)雙相不銹鋼自身性能的改進(jìn)及結(jié)合新工藝，使雙相不銹鋼與碳鋼、低合金鋼相復(fù)合，可以形成雙相不銹鋼復(fù)合材料，從而獲取單一材料所不具備的性能。

4、結(jié)語(yǔ)

雙相不銹鋼是一種資源節(jié)約型的高性能的不銹鋼產(chǎn)品，它的生產(chǎn)和應(yīng)用符合不銹鋼未來(lái)發(fā)展的方向。同時(shí)，雙相不銹鋼又是一種高技術(shù)、高附加值的產(chǎn)品，它的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)不僅體現(xiàn)了不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平，而且也可為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。隨著超級(jí)雙相不銹鋼步入市場(chǎng)，進(jìn)一步擴(kuò)大雙相不銹鋼在一些苛刻介質(zhì)中的應(yīng)用領(lǐng)域，雙相不銹鋼的研究將成為未來(lái)鋼鐵研究的重要方向。

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[7]繆樂(lè)德，張毅，王國(guó)棟，王治宇，鄔君飛．對(duì)750℃不同熱處理時(shí)間2205雙相不銹鋼析出相的定性定量分析．

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[9]S.Sathiyanarayanan，V.Muthupandi．Corrosion behaviour of

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[10]A.Cigada，D.Zaffe．CHARACTERIZATION OF A HIGH PERFORMANCE DUPLEX STAINLESS STEEL FOR ORTHOPEDIC

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