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此前，我们通过摘译2004年出版的“The alloy tree” ，简要地了解了2205双相不锈钢。但其化学成分与国内的HG/T24511-2017有所差异，如下表所示，但具体成分上的差异并不影响《The alloy tree 之2205》中的定性结论。 表 HG/T24511中不锈钢成分 仔细地学习了文献“黄嘉琥. 压力容器用双相不锈钢(一). 压力容器, 2015, 32(2)”，但里面的知识点太多了，现摘录一些实用性的结论供参考。 首先，得先记住以下三个式子，这是了解各化学成分作用的关键。
耐点蚀当量PRE 1. 双相不锈钢，理论上奥氏体相和铁素体相各占一半可具有最好的性能，较少相最少不宜低于40%。 2. 早期的双相钢是不含N元素的，上世纪七八十年代后期发现，含N的双相钢可避免焊接接头的焊缝和热影响区出现过高的铁素体，使焊接接头的性能接近母材。 3. 截至2009年的统计数据，国内锅炉压力容器使用的不锈钢中，双相钢用量仅次于奥氏体不锈钢，其中2205和304使用的最多，分别占双相钢、奥氏体钢的80%。 4. 双相钢中，Cr+Mo含量应大于21%，以防冷成形时奥氏体相变为马氏体，使性能下降；但Cr+Mo也不应超过35%，以免析出金属间化合物（σ相为主），使性能下降。 5. 双相钢的线膨胀系数小于奥氏体不锈钢，且热导率较大，适用于复合板与衬里及换热管。 6. 双相钢中的铁素体相，仍具有一般纯铁素体不锈钢常出现的高温金属间析出相(主要是σ相)脆性，475℃脆性、大晶粒脆性、低温脆性。 7. 材料与焊接接头应控制与检验相比例，焊接接头不应出现单相的铁素体组织。 8. 各元素在双相钢两相中的含量是有较大不同的，奥氏体形成元素（镍当量计算式中的各元素）在奥氏体相中富集，铁素体形成元素（铬当量计算式中的各元素）在铁素体相中富集。两相中各元素含量的比值称之为分配系数。 9. 从上述当量计算式可以发现，各元素对于各相的形成能力是不同的，例如，N元素形成奥氏体相的能力是Ni的30倍。 10. 在一定的温度和合金成分条件下，双相钢的基体相（主要是铁素体相）会析出二次相，包括C、N化合物，金属间化合物和固溶体等。之所主要是从铁素体相中析出，主要是因为： a, 铁体相的原子空隙大于奥氏体相，合金元素扩散速度较高； b, 基本相析出的C、N化合物主要是Cr、Mo和C、N的化合物，而铁素体相中含Cr、Mo较多，参见前面的Cr当量计算式； c, 双相钢中的铁素体相含有Ni和Mo，这将会扩大形成金属间化合物σ相（主要由Cr和Mo组成）的温度范围，并缩短σ相形成时间。这也是前面提到的要控制Cr+Mo也不应超过35%的原因。 11. 双相钢中含高Cr、高Mo化合物在晶间的析出，可能导致晶间贫铬，产生晶间腐蚀敏感性。σ相在强氧化性介质中可快速溶解产生晶间腐蚀，因此，对双相钢进行晶间腐蚀敏感性的控制和检验是必要的。 12. 双相钢受制于其中的铁素体相，使用温度范围相对较小。因为铁素体的475℃脆性，双相钢的许用温度不宜过高、不用于耐热钢；并且因为铁素体存在低温脆性，双相钢的许用温度也不宜过低。 13. 在力学性能上，总的来说，抗拉强度和屈服强度，双相钢均大于奥氏体钢和铁素体钢，但双相钢的塑性（断后伸长率）要比奥氏体钢差。 14. 双相钢在固溶处理时约有一半的铁素体相可相变为奥氏体相，相变可使晶粒细化。（铁素体的大晶粒脆化是铁素体钢的突出缺点）并且，双相钢的两相共存，可阻止任一相的晶粒长大。同样条件下，双相钢的晶粒比奥氏体钢和铁素体钢都要细。晶粒细，强度、韧性也高。 15. N等非金属元素固溶于铁基的基体相中，可挤进基体相晶格结点的空隙，即间隙固溶。N元素对双相钢中奥氏体相的间隙固溶，可使溶剂晶格产生正畸变、位错运用受阻，从而提高了基本相的屈服强度。 16. 双相钢中的Ni含量要比奥氏体钢中的少。而Ni含量少，在低温或冷变形时，部分奥氏体会转变为马氏体，马氏体硬而脆，如果钢中的马氏体增加会导致强度提高，塑性下降。 总的来说，双相钢中的Ni、Cr、Mo、N等元素含量，要在双相钢中的奥氏体相、铁素体相的相比比例，及对性能的影响上取得平衡。 本文编辑：糖糖 |
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