雙相不銹鋼（Duplex Stainless Steel, DSS）是一種由鐵素體（α）和奧氏體（γ）兩相組成的不銹鋼，兩相比例通常各占約50%（最少相含量不低于30%）。其典型化學成分以鉻（Cr, 18%~28%）、鎳（Ni, 3%~10%）為主，并添加鉬（Mo）、氮（N）、銅（Cu）等元素以優(yōu)化性能。以下是其核心特性與分類的詳細解析：

?? 一、核心特性

1.  

   力學性能

    

    

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  高強度：屈服強度達400–550 MPa，是普通奧氏體不銹鋼（如304）的2倍，顯著降低材料用量和設備制造成本。

   

   

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  韌性平衡：延伸率約25%，低溫韌性優(yōu)異（-80℃沖擊功≥100 J），兼具高強度和良好塑性。

   

   

2.  

   耐腐蝕性

    

    

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  耐氯化物應力腐蝕（SCC）：優(yōu)于奧氏體不銹鋼（如316L），在含氯離子、硫化氫的介質(zhì)（如海水、化工設備）中表現(xiàn)突出。

   

   

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  耐點蝕與縫隙腐蝕：以抗點蝕當量（PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N）衡量，高鉻、鉬、氮含量的牌號（如SAF2507）性能超越316L。

   

   

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  耐腐蝕疲勞與磨損：適用于泵閥、葉輪等動態(tài)載荷部件。

   

   

3.  

   物理與加工性能

    

    

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  導熱性高、熱膨脹系數(shù)低：適合熱交換器管芯及復合板襯里。

   

   

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  焊接性良好：焊前無需預熱，焊后無需熱處理，但需控制線能量防止晶粒粗化或σ相析出。

   

   

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  冷加工硬化傾向強：變形初期需高應力，熱加工溫度范圍較寬（低鉻型更易軋制）。

   

   

?? 二、分類與典型牌號

按合金含量和耐蝕性分為四類，PREN值（抗點蝕當量）是關(guān)鍵指標：

注：我國常用瑞典牌號如SAF2205（中合金）、SAF2507（超級）。

?? 三、應用場景

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  能源與化工：油氣管道、反應釜、脫硫設備（耐H?S和氯離子）。

   

   

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  海洋工程：海水淡化裝置、船用泵閥、海上平臺結(jié)構(gòu)。

   

   

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  環(huán)保與造紙：廢水處理系統(tǒng)、紙漿漂白設備。

   

   

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  新興領域：橋梁承重結(jié)構(gòu)（高強減重）、核電冷卻系統(tǒng)。

   

   

?? 四、局限性

1.  

   溫度限制：

    

    

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  長期使用溫度≤300℃，避免475℃脆性及σ相析出（導致韌性下降）。

   

   

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  低溫極限-50℃，超低溫需選專用牌號。

   

   

2.  

   加工與成本：

    

    

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  高鉻型（如2507）熱加工難度大，冷成型需高能耗。

   

   

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  合金成本高于普通不銹鋼，但壽命周期成本更低。

   

   

?? 五、焊接與熱處理要點

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  焊接保護：采用富氮氣體（如Ar+N?）增加焊縫氮含量，抑制單相鐵素體形成。

   

   

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  線能量控制：過低導致鐵素體過多，過高引發(fā)σ相脆化（推薦熱輸入0.5–2.5 kJ/mm）。

   

   

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  固溶處理：1020–1100℃水淬，確保兩相平衡及耐蝕性恢復。

   

   

雙相不銹鋼通過優(yōu)化成分與工藝平衡強度、耐蝕性與經(jīng)濟性，成為苛刻環(huán)境的材料。選型時需綜合介質(zhì)成分、溫度及力學要求，并嚴格管控焊接與熱處理工藝。