奥氏体-铁素体型不锈钢又称双相不锈钢,它的组织为铁素体加奥氏体,其体积分数约各占50%。双相不锈钢是将奥氏体不锈钢的优良韧性、较低的热裂倾向和良好的焊接性与铁素体不锈钢的较高强度、耐氯化物应力腐蚀性能以及焊后较低的脆化倾向结合在一起,使双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点。双相不锈钢耐氯化物应力腐蚀性能优于奥氏体不锈钢。另外它具有良好的抗孔蚀和缝隙腐蚀的能力,良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能,较好的耐点腐蚀性能,对晶间腐蚀不够敏感。在力学性能方面具有较高的强度和疲劳强度,屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的两倍。
双相不锈钢受热循环时,通常组织会发生变化。如图7-1所示,在1000℃以下平衡相比例为50%,50%左右的双相不锈钢,随着温度的升高,奥氏体逐步减少,而铁素体则逐步增多。被加热到1350℃以上至固相线温度区间,其平衡组织的体积分数为100%的铁素体。这样的物理冶金学本质是分析研究双相不锈钢焊接性的一个基本根据。当然,焊接性分析也一定要以焊接热循环、焊缝结晶特点为依据。焊接热循环的快速性和短暂性,决定了焊缝金属的相变对温度的滞后、相组成远远达不到平衡的程度。
双相不锈钢也具有铁素体型不锈钢的475℃脆性和在铁素体中析出σ相的脆化现象等不足之处。
为了合理的确定焊接材料、焊接参数,下面对双相不锈钢的研发、发展及应用情况、国内外不锈钢对照情况做简要介绍。
我国双相不锈钢牌号和化学成分见表7-1,力学性能见表1-8,我国生产双相不锈钢的企业见表7-1,国外常见双相不锈钢牌号和化学成分见表7-2,中外双相不锈钢牌号对照见表7-3。
表7-2中的标准名称说明:
①. ISO 16143-3:2005 是ISO 16143-3:2005《一般用不锈钢 第3部分:钢丝》的缩略语。
②. ISO 16143-1:2004是ISO 16143-1:2004《一般用不锈钢 第1部分:扁平产品》的缩略语。
③. EN 10088-2:2005是EN 10088-2:2005《不锈钢 第2部分:一般用不锈钢薄板、厚板和钢带》的缩略语。
④. EN 10028-7:2000 是 EN 10028-7:2000《承压设备不锈钢扁平产品》的缩略语。
⑤. EN 10216-5:2004是EN 10216-5:2004《在室温、低温或高温下供承压和耐腐蚀用奥氏体、奥氏体-铁素体不锈钢(包括抗蠕变钢)圆形无缝钢管》的缩略语。
⑥. EN 10297-2:2005是EN 10297-2:2005《机械结构和一般工程用不锈钢圆形无缝钢管》的缩略语。
⑦. ASTM A276-05a《不锈钢棒材和型材》。
⑧. ASTM A789/A789M-05b《一般用无缝和焊接铁素体/奥氏体不锈钢管》。
⑨. ASTM A479/A479M-05a《锅炉和其他压力容器用不锈钢棒材和型材》。
⑩. ASTM A240/A240M-05a《承压和一般用铬和铬-镍不锈钢厚板、薄板和钢带》。
⑪. JIS G4303-2005《不锈钢棒》。
⑫. JIS G4304-2005《不锈钢热轧厚板、薄板和钢带》。
⑬. JIS G4305-2005《不锈钢冷轧厚板、薄板和钢带》。
⑭. JIS G3463-1994《锅炉和热交换器用不锈钢管》。
符号说明
JIS(Japanese Industrial Sandard)日本工业标准
DIN(Deutsche Industria Norm)德国工业标准
AISI 美国钢铁学会
ASTM 美国材料与试验协会
SAE 美国汽车工程师协会
ASME 美国机械工程师协会
AWS 美国焊接学会
UNS 美国金属与合金牌号统一数字系统的简称。它是由ASTM E507和SAE J1086 等技术标准推荐使用的。
WRC 美国焊接研究委员会
FN 铁素体序数
CPT 临界孔蚀温度
PRE 孔蚀抗力当量值或孔蚀指数
CTOD 断裂韧性(裂纹尖端张开位移值以毫米记录)
SCC 应力腐蚀破裂
HTHAZ 热影响的高温区
LTHAZ 热影响的低温区
DSS 双相不锈钢
Super DSS 超级双相不锈钢
SAF2507 超级奥氏体-铁素体不锈钢,25%Cr-7%Ni
SAF2205 超级奥氏体-铁素体不锈钢,22%Cr-5%Ni
PWHT 热处理
DBTT 脆性转变温度