双相不锈钢结合了奥氏体和铁素体合金家族的特性,既能提供两者的优势,又能减少缺点——通常比其他合金钢成本更低。
然而,成本只是许多要求的一部分。
选择合适的不锈钢还关系到钢材将如何满足实际使用。
双相不锈钢因其两相微观结构而得名。
虽然确切的比率因等级而异,但大多数双相钢的结构大约为 50% 的奥氏体和 50% 的铁素体。
这为双相不锈钢提供了奥氏体和铁素体钢系列的许多优点,同时也最大限度地减少了弱点。
与其他不锈钢系列一样,钢的确切冶金成分因等级而异,但常见成分包括:
钼、氮和铜也可用于进一步影响最终产品的特性。
早在 1920 年代就讨论了双相不锈钢合金的概念。然而,直到 1930 年代才开始生产第一批双相合金。
这些最早的双相合金大多限于铸造生产和特定用途,因为它们含有相对较高的碳量。
然而,到 1960 年代末,脱碳使金属铸造厂能够生产出铬和镍含量高的低碳钢,同时进一步平衡铁素体和奥氏体结构。
这导致新一代双相合金具有更好的性能和更少的缺点。
这些双相不锈钢与当今生产的现代合金有许多相似之处——特别是双相 2205 (UNS S21803/32205)。
这种合金于 1970 年代中期开发,如今仍然很受欢迎,其耐腐蚀性优于普通奥氏体不锈钢等级,例如 304 (UNS S30400)、316 (UNS S31600) 和 317 (UNS S31700)。
虽然较新的标准使用不同范围的铬、钼和镍,但工业界应该感谢 1970 年代开创的原始等级,用于今天使用的双相不锈钢范围。
虽然双相不锈钢仅占全球不锈钢市场的一小部分,但与传统的奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢牌号相比,它具有一系列优势。
许多双相不锈钢的强度是奥氏体和铁素体不锈钢的两倍。
双相不锈钢通常在压力下比铁素体不锈钢更易成型,并提供更大的韧性。尽管双相钢的价值通常低于奥氏体钢,但双相钢的独特结构和特性往往胜过任何担忧。
根据所讨论的等级,双相不锈钢提供与普通奥氏体等级相当(或更好)的耐腐蚀性。对于氮、钼和铬含量增加的合金,钢对缝隙腐蚀和氯化物点蚀具有很高的抵抗力。
双相不锈钢具有上述所有优点,同时需要较低水平的钼和镍。这意味着与许多传统奥氏体不锈钢等级相比,它是一种成本较低的选择。双相合金的价格通常比其他钢等级的价格波动小,因此更容易估算成本——无论是前期成本还是使用寿命。强度和耐腐蚀性也意味着许多使用双相不锈钢制成的零件可以比奥氏体不锈钢更薄,从而降低成本。
由于其出色的耐腐蚀性、更高的强度和实惠的价格,双相不锈钢在各种行业和市场中广受欢迎,包括:
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