双相不锈钢管的发展历史

1927年Bain和Griffiths首先发现了双相组织，1930年J．Hochmann偶然发现提高奥氏体不锈钢中的含铬量不仅使钢具有磁性，而且提高了钢的耐晶间腐蚀性能。双相不锈钢的发展与应用开始于20世纪30年代，法国在1935年获得第一个专利。双相不锈钢已发展了三代，第一代双相不锈钢以美国40年代开发的329钢为代表，含高铬、钼，耐局部腐蚀性能好，但含碳量较高(≤0.1 %C)，因此焊接时失去相的平衡，沿晶界析出碳化物导致耐蚀性及韧性下降，焊后必须经过热处理，一般用于铸锻件，在应用和发展上受到限制。前苏联50年代发展了含稳定元素钛的08X21H5T和08X21H6M2T钢，德国也有1.4582，法国有Uranus50，英国有Ferralium255，日本在美国329钢基础上降碳，提出了329J1钢种，这些钢都可作为可焊接的结构件使用。随后至60年代中期瑞典开发了著名的3RE60钢，它是第一代双相不锈钢的代表钢种，特点是超低碳，含铬量为18%，焊接及成型性能良好，广泛代替AISI304L、316L用作耐氯离子应力腐蚀的材料，该钢的问题是在焊接热影响区易出现单相铁素体组织，导致耐应力腐蚀及晶间腐蚀性能下降。70年代以来，随着二次精炼技术AOD和VOD等方法的出现与普及以及连铸技术的发展，容易炼出超低碳(C≤0.03%)的钢，同时发现氮作为奥氏体形成元素对双相不锈钢有重要作用：在焊接接头热影响区快速冷却时，氮促进了高温下形成的铁素体逆转变为足够的二次奥氏体以维持必要的相平衡，提高了接头的耐蚀性；氮可以提高富氮奥氏体相的耐孔蚀能力，与富铬、钼的铁素

体相取得平衡，提高了材料整体的耐孔蚀性能；氮能减轻铬、镍等元素在两相中分布的差异，降低选择腐蚀的倾向性。正是利用氮元素的独特效果，以及钢中容易获得超低碳，改进了第一代双相不锈钢的缺点，从而开创了第二代新型的含氮双相不锈钢，开发了新的应用领域。第二代双相不锈钢不论是18Cr型，还是22Cr和25Cr型大多数属于超低碳型，并且含有钼、铜或硅等提高耐蚀性的元素。针对酸性油井井管及管线用钢要求，瑞典开发出了SAF2205，此钢种已纳入美国的ASTMA789和A790标准。日本有近十个厂家都 在生产双相不锈钢，应用范围很宽，如应用于工业用水及海水热交换器、尿素高压设备、硝酸设备等。法国有URANUS系列，英国有ZERON铸钢系列，德国也有纳标的系列牌号。80年代后期发展的超级双相不锈钢( SuperDSS)是属于第三代双相不锈钢，牌号有SAF2507、UR52N+、Zeronl00等，这类钢的特点是含碳量低( CO.01%- 0.020-/0)，含高钼和高氮（Mo约4%，N约0.3%），钢中铁素体含量40%- 45%，此类钢具有优良的耐孔蚀性能，孔蚀抗力当量值( PRE：Cr%+3.3×Mo%+16×No-/o)大于40。中国自70年代中期开始发展双相不锈钢，钢铁研究总院最早从事这方面的工作，OOCr18Ni5M03Si2双相不锈钢已纳入国家标准GB1220、GB3280、GB4237。80年代初期在分析国外双相不锈钢发展的基础上，研究了氮元素在改善双相不锈钢耐应力腐蚀和孔蚀的机制，并且结合国内各特殊钢厂生产含氮不锈钢的成熟经验，确定了以发展含氮双相不锈钢为主的研究方向，至今已有耐应力腐蚀、耐孔蚀与缝隙腐蚀，耐腐蚀疲劳和耐磨损腐蚀的简单双相不锈钢系列牌号。