材质双相不锈钢
优缺点
与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的优势如下:
(1)屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多,且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%,有利于降低成本。
(2)具有的耐应力腐蚀破裂的能力,即使是含合金量低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力,尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的问题。
(3)在许多介质中应用普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的 316L奥氏体不锈钢,而超级双相不锈钢具有的耐腐蚀性,再一些介质中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢,乃至耐蚀合金。
(4)具有良好的耐局部腐蚀性能,与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比,它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。
(5)比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低,和碳钢接近,适合与碳钢连接,具有重要的工程意义,如生产复合板或衬里等。
(6)不论在动载或静载条件下,比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力,这对结构件应付突发事故如冲撞,爆炸等,双相不锈钢优势明显,有实际应用价值。
与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的弱势如下:
(1)应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢,例如其使用温度控制在250摄氏度以下。
(2)其塑韧性较奥氏体不锈钢低,冷,热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。
(3)存在中温脆性区,需要严格控制热处理和焊接的工艺制度,以避免有害相的出现,损害性能。
与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的优势如下:
(1)综合力学性能比铁素体不锈钢好,尤其是塑韧性,不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。
(2)除耐应力腐蚀性能外,其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。
(3)冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。
(4)焊接性能也远优于铁素体不锈钢,一般焊前不需预热,焊后不需热处理。
(5)应用范围较铁素体不锈钢宽。
与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的弱势如下:
合金元素含量高,价格相对高,一般铁素体不含镍。
经过几十年的研制和开发,双相不锈钢因其的耐点蚀性能和力学性能越来越多地代替304L、316L不锈钢应用于石油化工、造纸、能源以及油、气等工业领域中。通常来说,除了在极端介质环境中(如304不锈钢处于煮沸的硝酸溶液中)不锈钢会发生全面腐蚀,不锈钢的腐蚀类型都为局部腐蚀。双相不锈钢在含氯介质中发生的腐蚀类型为局部腐蚀,常见也是多的是点蚀。
局部腐蚀是金属与环境接触的表面上发生的破坏,这种破坏局限发生于金属材料表面的特点局部位置,常以点、坑、裂纹、沟槽等形式出现。钝态金属材料常见的腐蚀类型有点蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等。由于局部腐蚀难以预测和预防,往往在没有先兆的情况下发生金属或设备的突然破坏,因此容易造成事故、环境污染甚至人身伤亡的重大问题。各类腐蚀失效事故事例的调查结果表明,局部腐蚀破坏约占80%.另外,双相不锈钢由于其铁素体相和奥氏体相的合金成分存在差异,其在介质中的稳定性也不尽相同,因此双相不锈钢在一定介质环境中还会发生选择性腐蚀。
一般认为,双相不锈钢的相平衡比例为30%~70%的铁素体比奥氏体时,可以获得良好的性能。但双相不锈钢常常被认为是铁素体和奥氏体大致各占一半,在目前的商品化生产中,为了获得佳的韧性和加工特性,倾向于奥氏体的比例稍大一些。主要的合金元素尤其是铬、钼、氮和镍之间的相互作用是非常复杂的。为了获得稳定的有利于加工和制造的双相组织,注意使每种元素有适当的含量。
除了相平衡以外,有关双相不锈钢及其化学组成的第二个主要问题是温度升高时有害金属间相的形成。高铬高钼不锈钢中形成σ相和x相,并在铁素体相内析出,氮的添加大大延迟了这些相的形成。因此在固溶体中你持足够量的氮是很重要的。随着双相不锈钢制造经验的增加,控制窄的成分范围的重要性变得越来越明显。