Благодаря характеристикам дуплексной структуры, правильному контролю химического состава и процесса термообработки дуплексная нержавеющая сталь имеет преимущества как ферритной нержавеющей стали, так и аустенитной нержавеющей стали. Он сочетает в себе превосходную вязкость и свариваемость аустенитной нержавеющей стали с высокой прочностью и устойчивостью к коррозии под напряжением хлоридов ферритной нержавеющей стали. Именно эти превосходные свойства привели к быстрому развитию дуплексной нержавеющей стали в качестве свариваемого конструкционного материала. С 1980-х годов она стала категорией сталей наряду с мартенситными, аустенитными и ферритными нержавеющими сталями. Дуплексная нержавеющая сталь имеет следующие эксплуатационные характеристики:
- Дуплексная нержавеющая сталь, содержащая молибден, обладает хорошей устойчивостью к хлоридной коррозии под напряжением при низких нагрузках. Как правило, аустенитная нержавеющая сталь типа 18-8 склонна к коррозионному разрушению под напряжением в нейтральных растворах хлоридов при температуре выше 60 °. Теплообменники, испарители и другое оборудование, изготовленное из этого типа нержавеющей стали в промышленных средах с следами хлоридов и сероводорода, имеют тенденцию образовывать коррозионное разрушение под напряжением, а дуплексная нержавеющая сталь обладает хорошей стойкостью.
- Дуплексная нержавеющая сталь, содержащая молибден, обладает хорошей устойчивостью к точечной коррозии. При одинаковом эквивалентном значении сопротивления питтинговой коррозии (PRE=Cr%+3,3Mo%+16N%) критический потенциал питтинговой коррозии дуплексной нержавеющей стали аналогичен потенциалу аустенитной нержавеющей стали. Стойкость к питтинговой коррозии дуплексной нержавеющей стали и аустенитной нержавеющей стали эквивалентна AISI 316L. Устойчивость к точечной и щелевой коррозии дуплексной нержавеющей стали с высоким содержанием хрома, содержащей 25% Cr, особенно азот, превышает стойкость AISI 316L.
- Он обладает хорошей устойчивостью к коррозионной усталости и устойчивостью к коррозии при износе. Подходит для изготовления энергетического оборудования, такого как насосы и клапаны, в условиях определенных агрессивных сред.
- Хорошие комплексные механические свойства. Он обладает высокой прочностью и усталостной прочностью, а предел текучести в два раза выше, чем у аустенитной нержавеющей стали 18-8. Удлинение состояния твердого раствора достигает 251ТР3Т, а значение вязкости АК (V-образный надрез) превышает 100 Дж.
- Хорошая свариваемость и низкая склонность к образованию горячих трещин. Как правило, предварительный нагрев перед сваркой не требуется, а после сварки не требуется термическая обработка. Его можно сваривать с разнородными материалами, такими как аустенитная нержавеющая сталь 18-8 или углеродистая сталь.
- Диапазон температур горячей обработки дуплексной нержавеющей стали с низким содержанием хрома (18% Cr) шире, чем у аустенитной нержавеющей стали 18-8 с низким сопротивлением. Его можно напрямую прокатывать для производства стальных листов без ковки. Двухфазная нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома (25% Cr) немного сложнее поддается горячей обработке, чем аустенитная нержавеющая сталь, и из нее можно производить такие изделия, как пластины, трубы и проволоку.
- При холодной обработке эффект наклепа выше, чем у аустенитной нержавеющей стали типа 18-8. На начальном этапе деформации трубы и пластины для их деформации необходимо приложить значительные напряжения.
- По сравнению с аустенитной нержавеющей сталью она обладает высокой теплопроводностью и низким коэффициентом линейного расширения, что делает ее пригодной для использования в качестве футеровки оборудования и при производстве композитных плит. Он также подходит для изготовления сердечников трубок теплообменников с более высокой эффективностью теплообмена, чем аустенитная нержавеющая сталь.
- Ферритная нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома все еще имеет различные склонности к хрупкости, и она не пригодна для использования в рабочих условиях выше 300 ℃. Чем ниже содержание хрома в дуплексной нержавеющей стали. Тем менее вредна равнохрупкая фаза.
Двухфазная нержавеющая сталь имеет характеристики как аустенитной нержавеющей стали, так и ферритной нержавеющей стали благодаря своей двухфазной структуре аустенита и феррита, а содержание двух фаз в основном одинаково. Предел текучести может достигать 400–550 МПа, что вдвое больше, чем у обычной аустенитной нержавеющей стали. По сравнению с ферритной нержавеющей сталью дуплексная нержавеющая сталь имеет более высокую вязкость, более низкую температуру хрупкого перехода и значительно улучшенную стойкость к межкристаллитной коррозии и характеристики сварки; В то же время она сохраняет некоторые характеристики ферритной нержавеющей стали, такие как хрупкость при 475 ℃, высокая теплопроводность, низкий коэффициент линейного расширения, сверхпластичность и магнетизм. По сравнению с аустенитной нержавеющей сталью, дуплексная нержавеющая сталь имеет более высокую прочность, особенно значительно улучшенный предел текучести и значительно улучшенные характеристики, такие как стойкость к точечной коррозии, стойкость к коррозии под напряжением и устойчивость к коррозионной усталости.
Дуплексную нержавеющую сталь можно разделить на четыре типа в зависимости от ее химического состава: тип Cr18, тип Cr23 (исключая Mo), тип Cr22 и тип Cr25. Дуплексную нержавеющую сталь типа Cr25 можно разделить на нержавеющую сталь обычного типа и супердуплексную нержавеющую сталь, среди которых чаще используются типы Cr22 и Cr25. Большинство дуплексных нержавеющих сталей, используемых в Китае, производятся в Швеции, включая определенные марки 3RE60 (тип Cr18), SAF2304 (тип Cr23), SAF2205 (тип Cr22) и SAF2507 (тип Cr25).
