現代雙相不鏽鋼的基本特性

現代雙相不鏽鋼的基本特性

1 力學性能

強度高是雙相鋼種的共性,比普通奧氏體不鏽鋼高一倍,而且明顯高於鐵素體不鏽鋼。強度高有利於減薄厚度,從而減輕結構重量。現代雙相不鏽鋼的力學性能見表2在固溶退火狀態,雙相鋼的硬度超過奧氏體和鐵素體不鏽鋼。這正是大多數沖刷和磨耗應用所需要的。在拉伸成型方面。雙相鋼介於高成型性奧氏體和鐵素體鋼種之間。由於塑性較差,一般達不到普通奧氏體鋼種的幾何形狀,其高屈服強度要求提高成型的力度。

2 腐蝕特性

現有的雙相鋼種耐氯化物點蝕和應力腐蝕能力在304至6Mo奧氏體不鏽鋼之間,見表1中的PRE值。PRE值是衡量鋼種耐局部腐蝕性能的簡單方法,不過,這和根據ASTM G150進行實驗室CPT(臨界點蝕溫度)試驗的排列結果基本相同。雙相不鏽鋼耐氯化物應力腐蝕性能比奧氏體不鏽鋼304和316好很多。圖2為雙相和奧氏體鋼種的點滴蒸發(DET)試驗結果,DET試驗是模擬水溶液滴從不鏽鋼熱表面蒸發出現的應力腐蝕裂紋的環境(通常被稱為“外表面SCC”)。

實驗室沖蝕試驗:

沖蝕試驗在三種不同的液體中進行,分為浸泡和無浸泡兩種,最後都要經過磨損試驗。所用試樣完全相同。雙試樣在無浸泡的24小時沖蝕試驗 (試驗1)中,試驗材料全部處於鈍化狀態,重量的缺損完全是被打磨掉的。但是,如果試驗材料先在高氯化物溶液(1000mg/l)中浸泡一週,然後進行5小時打磨(試驗2環境2),鈍化膜會發生局部破裂,出現點蝕和磨損。在1NH2SO4溶液中,試驗材料均發生溶化腐蝕,而且在5小時的打磨期內(試驗3環境3)磨損速度極快,沖蝕率大約在1mm/年(見圖2)。在氯化物含量200mg/l(環境1)的輕度腐蝕環境下,316L的沖蝕率高出LDX2101®24%~30%。在氯化物含量1000mg/l(環境2)的環境下,兩個鋼種的沖蝕率相差16%~18%。在腐蝕性最嚴重時(環境3),316L的沖蝕率僅比LDX 2101®高6%。實驗室沖蝕試驗表明材料的機械強度對綜合性能有很大影響,因為LDX 2101®在所有試驗環境下的重量損耗最小。

雙相不鏽鋼正在逐步替代造紙行業中的304和316L。合金添加劑氮在提高雙相不鏽鋼強度的同時還增強了耐點蝕性。另外,用雙相不鏽鋼製作的較高溫度的部件,如:蒸汽箱,還具有耐應力腐蝕的特點。

3 物理性能

雙相不鏽鋼和奧氏體不鏽鋼的物理性能基本相同,重要差別在熱膨脹係數(線性膨脹),雙相不鏽鋼較低。雙相不鏽鋼和304的膨脹係數見表3。一般情況下,線性膨脹係數低是優點,特別是在不鏽鋼和碳鋼混合的結構中,可以降低熱疲勞的風險。


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