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双相不锈钢的发展概述

来源:至德钢业 日期:2019-01-13 01:16:16 人气:309

我国的第一炉不锈钢是19529月在太原钢铁公司炼出,到2017年,中国不锈钢粗钢产量达到2577.37万吨,位居世界第一。其中300系不锈钢占总产量的52.07%;双相不锈钢产量创历史新高,达到101959吨。虽然我国不锈钢产量大,但2017年中国进口不锈钢达到115万吨,同比增加41.2万吨,增长55.83%,主要是因为国内生产的一些牌号的不锈钢不能满足用户的需求,与美国、日本、欧洲等国家和地区的不锈钢产业发展相比还存在一定差距。

不锈钢由于其稳定的化学性质,良好的耐蚀性、抗氧化性广泛应用于海洋工程、石油、化工、核电等领域;优良的成形性和耐蚀性,使不锈钢制品表面光洁,不需要再次喷漆即可达到美观防腐的要求,因此被广泛应用于食品工业、餐具、医疗器械等各行各业[4, 5]。经过多年发展,不锈钢已经有多种牌号,其成分、性能各异,主要是以钢的化学成分(特征元素)和组织以及二者相结合的方法来进行分类。最常见的是按钢中特征元素分为铬系不锈钢和镍系不锈钢两大类。根据正火状态下钢的组织状态,通常将不锈钢分为铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、铁素体-奥氏体双相不锈钢、马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢五大类。表1.1是各种类型的不锈钢典型牌号的对比,从中可以看出,双相不锈钢将奥氏体不锈钢所具有的优良的塑韧性、耐蚀性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起,使之兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点,已成为一种重要的工程材料,广泛应用于海上及海岸设施、建筑、石油化工、造船等领域。

所谓双相不锈钢是指金相组织由铁素体和奥氏体两相组成的不锈钢。在固溶组织中铁素体相和奥氏体相约各占一半,一般较少相的含量至少也要在30%以上,便同那些带有少量沉淀析出相的不锈钢区分开来,这类不锈钢称为铁素体-奥氏体双相不锈钢。

双相不锈钢的研制主要是为了解决铁素体类或奥氏体类不锈钢在酸性环境下耐腐蚀能力不足的问题,在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435E3RE60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。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。通过热处理的方法使两相的比例接近1:1,同时强度得到极大的提高。表1.2是三代典型双相不锈钢的性能,表1.3是国内外几种常见的双相不锈钢的化学成分。

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