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      雙相不銹鋼發展歷史及其耐腐蝕性能分析
      發布者: 發布時間:2015/4/28 閱讀:1009

        雙相不銹鋼有近80年的歷史,它是一種混合顯微組織,奧氏體相和鐵素體相大約各占一半。早期的牌號是鉻、鎳和鉬的合金。1930年在瑞典生產出第一批鍛軋雙相不銹鋼并用于亞硫酸鹽造紙工業。開發這些牌號是為了減少早期高碳奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕問題。1930年芬蘭生產出雙相不銹鋼鑄件,1936年,Uranus 50 的前身在法國獲得專利。二戰后,AISI 329型不銹鋼成為公認的鋼種并廣泛用于硝酸裝置的熱交換器管道。3RE60是第一代為提高耐氯化物應力腐蝕斷裂(SCC)性能而研制的雙相不銹鋼牌號之一;后來,鍛軋和鑄造雙相不銹鋼牌號均用于各種加工工業的應用,包括容器、熱交換器和泵。

        這些第一代雙相不銹鋼有良好的表現,但在焊接狀態下有局限性。焊縫的熱影響區(HAZ)由于鐵素體過多而韌性低,并且耐腐蝕性明顯低于母材。這些局限因素使第一代雙相不銹鋼的應用僅限于非焊接狀態下的一些特定應用。1968年不銹鋼精煉工藝,即氬氧脫碳(AOD)的發明使一系列新不銹鋼鋼種的產生成為可能。AOD所帶來的諸多進步之一便是合金元素氮的增加。雙相不銹鋼添加氮可以使焊接狀態下HAZ的韌性和耐腐蝕性近于母材的性能。隨著奧氏體穩定性的提高,氮還降低了有害金屬間相的形成速率。含氮的雙相不銹鋼被成為第二代雙相不銹鋼。這一新的商品化進展始于70年代后期,正好與北海海上油氣田的開發及市場對具有優異耐氯離子腐蝕性能、良好的制造加工性和高強度的不銹鋼需求相吻合。2205成為第二代雙相不銹鋼的主要牌號并廣泛用于海上石油平臺集氣管線和處理設施。由于這種鋼的強度高,管的壁厚可減薄,可以減輕平臺的重量,使這種不銹鋼的應用有很大的吸引力。

        一般認為,雙相不銹鋼的相平衡比例為30~70%的鐵素體比奧氏體時,可以獲得良好的性能。但雙相不銹鋼常常被認為是鐵素體和奧氏體大致各占一半,在目前的商品化生產中,為了獲得最佳的韌性和加工特性,傾向于奧氏體比例稍微大一些。主要的合金元素尤其是鉻、鉬、氮和鎳之間的相互作用是非常復雜的。為了獲得穩定的有利于加工和制造的雙相組織,必須注意使每種元素又適當的含量。除了相平衡以外,有關雙相不銹鋼及其化學組成的第二個主要問題是溫度升高時有害金屬間相的形成。高鉻高鉬不銹鋼中形成σ相和χ相,并優先在鐵素體相內析出,氮的添加大大延遲了這些相的形成。因此在固體中保持足夠量的氮是很重要的。隨著雙相不銹鋼制造經驗的增加,控制窄的成分范圍的重要性變得越來越明顯。2205雙相鋼(UNS S31803不銹鋼)最初設定的成分范圍過寬,經驗表明,為了得到最佳的耐腐蝕性能及避免金屬間相的形成,S31803不銹鋼的鉻、鉬和氮含量應保持在含量范圍的中上限,由此引出了成分范圍較窄的2205雙相鋼(UNS S32205不銹鋼)www.mixtapelaboratory.com

       
       

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