雙相不銹鋼管以不銹性、耐蝕性為主要特征,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(其中較少相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般大于15%),有磁性,可通過冷加工使其強化的不銹鋼管,稱為雙相不銹鋼管。雙相不銹鋼兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特征。按化學(xué)成分可分為Cr-Ni系雙相不銹鋼和Cr-Mn-N雙相不銹鋼兩大類。奧氏體相的存在,降低了高純鐵素體不銹鋼的脆性,防止了晶粒長大的傾向,提高了韌性和焊接性;鐵素體相的存在,提高了奧氏體不銹鋼的室溫強度。奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的鑄造性能良好,但其熱塑性比奧氏體不銹鋼差,其切削加工性能與奧氏體不銹鋼相當(dāng);雙相不銹鋼的耐蝕性大體同含鉻鉬相當(dāng)?shù)母咩t鐵素體或鉻鎳奧氏體不銹鋼接近,但比普通的Cr-Ni奧氏體不銹鋼強;雙相不銹鋼管具有優(yōu)良的耐晶間腐蝕性能,耐應(yīng)力腐蝕開裂性能較奧氏體不銹鋼高。
雙相不銹鋼與純奧氏體不銹鋼及純鐵素體不銹鋼不同,在熱處理過程中會發(fā)生某些組織轉(zhuǎn)變,從而影響不銹鋼的性能。雙相不銹鋼管熱處理有固溶熱處理和時效熱處理。
a. 固溶處理
固溶溫度一般在950~1150℃,當(dāng)雙相不銹鋼的加熱溫度足夠高時,會發(fā)生y→y→α轉(zhuǎn)變,即奧氏體相逐漸減少,而鐵素體相逐漸增多;當(dāng)加熱溫度足夠高時,某些雙相不銹鋼如022Cr26Ni6Ti鋼,甚至?xí)D(zhuǎn)變成鐵素體組織的單相鋼。
b. 時效處理
時效溫度為340~950℃,時效溫度下有二次奧氏體、金屬間化合物相和碳化物析出。
二次奧氏體的析出:雙相不銹鋼管在熱處理前所含有的奧氏體稱為初生奧氏體(又稱一次奧氏體),而在熱處理過程中所析出的奧氏體稱為二次奧氏體。雙相不銹鋼在固溶時得到的α相是亞穩(wěn)態(tài)的,在低于某一溫度條件下加熱時,亞穩(wěn)態(tài)的α相將發(fā)生分解,析出奧氏體相(二次奧氏體),析出常發(fā)生于鐵素體不夠穩(wěn)定的區(qū)域,如貧鉻、富鎳和富錳的區(qū)域。
金屬間相和碳化物的析出:經(jīng)固溶處理后的雙相不銹鋼管,在較低溫度下(340~950℃)加熱、保溫時,像鐵素體、奧氏體不銹鋼一樣,會析出碳化物和金屬間相,所形成的碳化物多為Cr23C6型,且分布在奧氏體-鐵素體晶界上。雙相鋼的碳含量較低,析出的碳化物很少,不能布滿整個奧氏體-鐵素體晶界,因此析出的碳化物不能形成網(wǎng)絡(luò)狀,所以在晶界上析出的磁化物對不銹鋼腐蝕性能的影響較小。
雙相不銹鋼管在340~950℃范圍內(nèi)加熱、保溫時會析出的金屬間相有α'相、σ相及x相等。這些相硬而脆,會對鐵素體相有強化效應(yīng),可利用這種強化效應(yīng)來提高雙相不銹鋼的耐磨性。因此對于既要耐磨又要耐蝕的雙相不銹鋼零件,可進行低溫(如480℃)時效析出金屬相來提高零件的耐磨性。