以不銹性、耐蝕性為主要特性,且鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少為10.5%, 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大不超過1.2%,基體兼有奧氏體和鐵素體兩相組織(其中較少相的含量一般大于15%),有磁性,可通過冷加工使其強(qiáng)化的不銹鋼，稱為奧氏體-鐵素體(雙相)型不銹鋼。由于奧氏體相的存在,降低了高鉻鐵素體的脆性,防止了晶粒長(zhǎng)大的傾向,提高了鋼的韌性；由于鐵素體的存在，雙相不銹鋼對(duì)晶間腐蝕敏感小,具有優(yōu)良的耐晶間腐蝕性能,而且其耐應(yīng)力腐蝕開裂性能,隨鐵素體含量的增加而提高,但過高的鐵素體含量,會(huì)顯示出高鉻鐵素體不銹鋼的一些缺點(diǎn)。雙相不銹鋼的性能,同鐵素體和奧氏體相的平衡比例有很大的關(guān)系,而兩相的比例在很大程度上取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理溫度等因素。

 借助于鉻-鎳當(dāng)量圖可以大致確定某種鋼的組織以及雙相不銹鋼管中兩相的比例,見圖7-1。

  鋼鐵素體形成元素折合成鉻的作用,奧氏體形成元素折合成鎳的作用。該圖適用于 Cr-Ni 系,

      其中:  鉻當(dāng)量=w(Cr)+w(Mo)+1.5w(Si)+0.5w(Nb)

               鎳當(dāng)量=w(Ni)+30w(C)+0.5w(Mn)+30w(N)

   從以上兩式中可以看出,碳和氮形成的影響較鎳強(qiáng),為鎳的30倍;硅形成a的影響較鉻強(qiáng),為鉻的1.5倍。從圖7-1可以查出鋼中兩相的比例。設(shè)鋼具有如下成分:w(C)=0.1%,w(Mn)=2.0%,w(Si)=0.75%,w(Cr)=19.5%,w(Ni) =9.6%,w(Nb)=0.8%w(Mo)=1.5%。

   此種情況下,  鎳的當(dāng)量為:w(Ni)+30w(C)+0.5w(Mn)+0.5w(Nb)=9.6%+30×0.1%+0.5×2% +0.5×0.8% = 14%

                  鉻的當(dāng)量為:w(Cr) +w(Mo)+1.5w(Si)+0.5w(Nb)=19.5%+1.5%+1.5×0.75% +0.5×0.8% = 22.525%

  此種鋼的成分用小圓圈標(biāo)明在圖7-1中,它是組織為帶有少量鐵素體的奧氏體不銹鋼。

  當(dāng)w(Cr)=28%,鎳當(dāng)量為12%時(shí),鋼中的組織即為含鐵素體80%、含奧氏體20%的雙相組織。

   雙相不銹鋼管具有優(yōu)良的焊接性能,焊前不需預(yù)熱,焊后一般也不需要熱處理,均不會(huì)出現(xiàn)焊接裂縫。若鐵素體比例很大,也有可能出現(xiàn)475℃脆化現(xiàn)象;高鉻鐵素體-奧氏體不銹鋼中將產(chǎn)生顯著的相脆化現(xiàn)象。在焊接時(shí)最好采用雙相不銹鋼焊條,從而能夠避免冷卻時(shí)形成裂紋。在使用條件較為苛刻的腐蝕介質(zhì)環(huán)境中,焊后最好再進(jìn)行一次固溶處理。

  奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的鑄造性能良好。實(shí)踐證明,正確地控制鋼液中的氫含量是獲得致密鑄件的關(guān)鍵之一。

  奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼管的熱塑性比奧氏體不銹鋼管差，因此雙相不銹鋼的鍛造性能差。這是因?yàn)閵W氏體與鐵素體的形變不同,受外力作用時(shí),8鐵素體與奧氏體變形程度不均勻,產(chǎn)生了附加應(yīng)力,并降低了晶粒間的結(jié)合力。此外,鐵素體在大約950℃以下保溫,有析出相等脆化相的危險(xiǎn),從而降低了鋼的塑性,導(dǎo)致變形困難。因此,在鍛造奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的鍛件時(shí),必須嚴(yán)格控制鍛造工藝,并且在開始1~2次鍛造時(shí),變形量不宜太大,只需輕輕鍛打。

   雙相不銹鋼的鍛造工藝規(guī)范是,始鍛溫度為1100~1150℃,終鍛溫度≥950°C。

   雙相不銹鋼的切削性能與奧氏體不銹鋼相當(dāng)。

   雙相不銹鋼管的耐蝕性能，主要取決于鈍化元素的含量及其在兩相中的分配。一般來說,雙相不銹鋼管耐蝕性，大體上同鉻含量相當(dāng)?shù)母咩t鐵素體型或鉻鎳奧氏體不銹鋼 接近,并受相比例的左右。有些鋼種(如022Cr26Ni6Mo2N 鋼、022Cr22Ni5Mo3N、06Cr17Mn13Mo2N、ZG07Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N等)在濃硝酸、稀鹽酸、中等濃度的硫酸、磷酸、醋酸和尿素工藝介質(zhì)中,雙相不銹鋼比普通的奧氏體不銹鋼具有更優(yōu)越的耐蝕性。

   雙相不銹鋼管具有優(yōu)良的耐晶間腐蝕性能,其性能優(yōu)于奧氏體不銹鋼。這與雙相鋼中存在均勻分布的鐵素體有關(guān)。雙相不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕的程度與兩相的比例也有關(guān)。當(dāng)鐵素體量不大時(shí),相以孤島狀被奧氏體晶粒所包圍,即使被腐蝕也因相互未能連續(xù)成網(wǎng)絡(luò)而不致于造成更大的危險(xiǎn)。隨著彌散鐵素體量的增加、晶界總面積的提高(相對(duì)降低了晶間碳化物析出濃度)和鐵素體相界及其內(nèi)側(cè)能夠吸收更多的碳化物,當(dāng)達(dá)到一定的極限x相含量以上時(shí),可以消除晶間腐蝕傾向。但是當(dāng)鐵素體含量過多,呈連續(xù)網(wǎng)絡(luò)狀分布,則其抗晶間腐蝕能力變差。因此,控制適宜的兩相比例、防止相聚集長(zhǎng)大和采取正確的熱處理工藝是十分重要的。與奧氏體不銹鋼相比,奧氏體-鐵素體不銹鋼具有更高的耐應(yīng)力腐蝕開裂性能。雙相不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕開裂性能,會(huì)隨著鐵素體含量的增加而提高,在約含50%鐵素體相對(duì)斷裂敏感性最小。過多的鐵素體含量,會(huì)顯示高鉻鐵素體不銹鋼所具有的缺點(diǎn)。

  雙相不銹鋼管耐氯化物應(yīng)力腐蝕開裂性能,在高應(yīng)力下與奧氏體不銹鋼相同,短時(shí)間內(nèi)即產(chǎn)生裂紋,在低應(yīng)力下壽命較長(zhǎng),顯示出一定的優(yōu)越性。

  雙相不銹鋼管的強(qiáng)度,特別是屈服強(qiáng)度顯著提高,與18-8型奧氏體不銹鋼相比是其兩倍。采用雙相不銹鋼制造的容器的壁厚比奧氏體不銹鋼減少30%~50%,降低了生產(chǎn)成本。

  雙相不銹鋼管優(yōu)越的力學(xué)性能和耐腐蝕的綜合性能,為其在石化設(shè)備、造船等行業(yè)開拓了廣闊的應(yīng)用前景。