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目 录1

1概 论1

1.1双相不锈钢的性能特点1

1.2双相不锈钢的发展历史2

1.3双相不锈钢的分类及代表牌号4

2相组成8

2.1不锈钢的相图8

2.2合金元素对相组成的作用8

2.3合金元素在两相间的分配15

3组织转变18

3.1组织转变的特点18

3.2双相不锈钢中的相18

3.2.1 二次奥氏体（γ2）18

3.2.2碳化物和氮化物27

3.2.3金属间相31

5.3耐应力腐蚀性能 148

3.3 α铁素体转变过程的动力学49

3.3.1 α铁素体等温转变的影响因素49

3.3.1.1 合金元素的作用49

3.3.1.2加热温度及冷却方式的影响53

3.3.1.3冷、热变形的影响55

3.3.2 几种典型双相不锈钢的等温转变动力学曲线56

3.3.3 α铁素体的非等温转变——连续冷却时的析出行为58

4力学性能65

4.1力学性能特点及其强化机制65

4.2双相不锈钢的力学性能66

4.3力学性能的影响因素68

4.3.1 合金元素的作用68

4.3.2 晶粒度的影响71

4.3.3相比例的影响74

4.4双相不锈钢的韧性80

4.4.1 高铬铁素体不锈钢的三种脆性在双相不锈钢中的表现80

4.4.2钢的脆性转变温度84

4.4.3 方向性对韧性的影响86

4.4.4 冲击功与断裂韧性 （CTOD）的对应关系88

4.5.1 形成超塑性的条件及影响因素90

4.5双相不锈钢的超塑性90

4.5.2超塑性双相不锈钢钢种96

5耐腐蚀性能100

5.1耐孔蚀性能100

5.1.1孔蚀机制及孔蚀试验的评定方法101

5.1.2孔蚀性能的影响因素102

5.1.2.1 合金元素的影响102

5.1.2.2 合金元素的综合作用和PRE值117

5.1.3常用双相不锈钢的耐孔蚀性能130

5.2耐缝隙腐蚀性能133

5.2.1 缝隙腐蚀机制及缝隙腐蚀试验的评定方法133

5.2.2缝隙腐蚀性能的影响因素135

5.2.2.1 环境因素的影响135

5.2.2.2 合金元素的作用135

5.2.2.3 合金元素的综合作用（CCT值）141

5.2.2.4 组织的影响143

5.2.3 在常温海水中的局部腐蚀行为144

5.2.4常用双相不锈钢的耐缝隙腐蚀性能146

5.3.1 应力腐蚀机理及应力腐蚀试验方法148

5.3.1.1 应力腐蚀机理148

5.3.1.2 应力腐蚀试验方法152

5.3.2 双相不锈钢在各种介质中的应力腐蚀敏感性155

5.3.2.1 在氯化物溶液中的SCC155

5.3.2.2 在碱溶液中的SCC159

5.3.2.3 在高温水中的SCC160

5.3.2.4 在H2S-Cl￣和H2S-CO2-Cl￣酸性环境中的SCC163

5.3.3应力腐蚀性能的影响因素165

5.3.3.1 冶金因素的影响165

5.3.3.2环境因素的影响178

5.4.1.1 晶间腐蚀机理183

5.4.1 晶间腐蚀机理及晶间腐蚀敏感性的评价方法183

5.4耐晶间腐蚀性能183

5.4.1.2 晶间腐蚀敏感性的评价方法184

5.4.2几种敏化态双相不锈钢的晶间腐蚀187

5.5耐均匀腐蚀性能194

5.5.1 均匀腐蚀机理——两相的选择腐蚀问题194

5.5.2 双相不锈钢在一些介质中的耐腐蚀性能199

5.5.2.1 在酸性溶液中199

5.5.2.2 在碱溶液中205

5.5.2.3 在酸、碱溶液中的腐蚀数据207

5.6耐腐蚀疲劳性能208

5.6.1 腐蚀疲劳的特点和形式208

5.6.2腐蚀疲劳机理和试验方法209

5.6.2.1 腐蚀疲劳裂纹的形核位置209

5.6.2.2 腐蚀疲劳裂纹源的形成机制211

5.1.2.3 组织的影响212

5.6.2.3 腐蚀疲劳裂纹的扩展机制213

5.6.3.1 载荷循环频率215

5.6.2.4 腐蚀疲劳的试验方法215

5.6.3 腐蚀疲劳的影响因素215

5.6.3.2 环境的pH值216

5.6.3.3 外加电位218

5.6.4双相不锈钢在一些特殊介质中的腐蚀疲劳性能220

5.6.4.1 在尿素甲铵液中220

5.6.4.2 在合成“白液”，合成海水中221

5.6.4.3 在浓硫酸中223

5.7耐磨损腐蚀性能224

5.7.1 磨损腐蚀机理和试验方法224

5.7.2磨损腐蚀的影响因素226

5.7.2.1 冶金因素的影响226

5.7.2.2 环境因素的影响229

5.7.3双相不锈钢在一些介质中的耐磨损腐蚀性能230

5.7.3.1 在流动3.5％NaCl溶液中230

5.7.3.3 在烟气脱硫（FGD）石灰浆液中232

5.7.3.2 在湿法磷酸生产介质中232

6双相不锈钢的焊接性及焊接材料240

6.1焊接接头的冶金特性240

6.1.1 相图240

6.1.2 焊接热影响区（HAZ）的组织241

6.1.2.1 焊接HAZ的组织转变241

6.1.2.2 影响焊接HAZ组织转变的因素243

6.1.2.3 双相不锈钢与超级双相不锈钢的焊接HAZ组织转变的差别250

6.1.3焊缝金属组织252

6.1.3.1 焊缝金属的组织转变252

6.1.3.2 焊接材料中提镍和保护气体中加氮259

6.2焊接材料与焊接方法260

6.2.1焊接材料260

6.2.2焊接方法263

6.3.1焊接裂纹敏感性264

6.3.1.1 熔合区的凝固裂纹敏感性264

6.3双相不锈钢的工艺可焊性264

6.3.1.2 固态裂纹（冷裂纹）敏感性266

6.3.2 气体的影响267

6.3.2.1 氮267

6.3.2.2 氢268

6.3.3 多层焊和工艺焊缝268

6.4双相不锈钢的使用可焊性269

6.4.1 几种含氮双相不锈钢焊接接头的力学和耐腐蚀性能269

6.4.2 Cr25型双相不锈钢和Cr25型超级双相不锈钢焊接接头的性能对比271

6.5双相不锈钢复合板的焊接273

6.5.1 复合钢板焊接特点273

6.5.2焊接材料及焊接工艺274

6.5.3 工艺可焊性—刚性抗裂试验275

6.5.4使用可焊性275

6.5.4.1 焊接接头的力学性能275

6.5.4.2 焊接接头的耐腐蚀性能276

7.1.1双相不锈钢热塑性特点280

7.1热加工工艺性能280

7冷、热加工工艺性能280

7.1.2相比例及微量元素对钢热塑性的影响281

7.1.2.1 相比例的影响281

7.1.2.2 微量元素的影响282

7.1.3典型钢种的热加工工艺性能286

7.2冷加工工艺性能291

7.2.1 双相不锈钢的冷变形特点291

7.2.2冷成型工艺的特点293

7.2.2.1 冷变形硬化曲线和应变硬化指数（n值）293

7.2.2.2 薄板的塑性应变比（r值）、冷弯和深冲293

7.2.2.3 两相比例对钢管胀管率（H）的影响296

8生产工艺的基本特点和要求298

8.1 冶炼工艺298

8.2加工工艺298

8.2.2冷加工工艺299

8.2.1 热加工工艺299

8.3铸造工艺301

8.4复合板的生产工艺和性能302

8.5粉末冶金和热等静压（P/M+HIP）工艺306

8.6获取超细（微晶）双相组织的形变热处理工艺309

9.1.1化学成分和显微组织313

9.1.2 力学性能313

9.1低合金型双相不锈钢——00Cr23Ni4N313

9典型双相不锈钢的牌号、化学成分与性能313

9.1.3耐腐蚀性能314

9.1.4物理性能320

9.1.5焊接性能320

9.1.6冷、热加工性能320

9.1.7 00Cr23Ni4N双相不锈钢的应用321

9.2中合金型双相不锈钢322

9.2.1 0Cr21Ni5Ti,1Cr21Ni5Ti322

9.2.1.1化学成分和显微组织322

9.2.1.2 力学性能324

9.2.1.3 耐腐蚀性能326

9.2.1.4 物理性能327

9.2.1.5 焊接性能327

9.2.1.6冷、热加工性能329

9.2.1.7 0Cr21Ni5Ti和1Cr21Ni5Ti双相不锈钢的应用329

9.2.2 00Cr18Ni5Mo3Si2,00Cr18Ni5Mo3Si2Nb330

9.2.2.1化学成分和显微组织331

9.2.2.2 力学性能332

9.2.2.3耐腐蚀性能335

9.2.2.4 物理性能343

9.2.2.5 焊接性能343

9.2.2.6冷、热加工性能345

9.2.2.7 Cr18型双相不锈钢的应用346

9.2.3 00Cr22Ni5Mo3N346

9.2.3.1化学成分和显微组织346

9.2.3.2 力学性能351

9.2.3.3耐腐蚀性能354

9.2.3.4 物理性能366

9.2.3.5 焊接性能366

9.2.3.6冷、热加工性能366

9.2.3.7 00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的应用367

9.3高合金型双相不锈钢369

9.3.1 00Cr25Ni6Mo2N.00Cr25Ni7Mo3N370

9.3.1.1 化学成分和显微组织370

9.3.1.2 力学性能371

9.3.1.3 耐腐蚀性能372

9.3.1.4 物理性能382

9.3.1.5 焊接性能382

9.3.1.6 冷加工性能382

9.3.1.7 Cr25型含氮双相不锈钢的应用384

9.3.2 00Cr25Ni7Mo3WCuN386

9.3.2.1 化学成分和显微组织386

9.3.2.2 力学性能387

9.3.2.3耐腐蚀性能389

9.3.2.5 焊接性能397

9.3.2.4 物理性能397

9.3.2.6冷、热加工性能398

9.3.2.7 00Cr25Ni7Mo3WCrN双相不锈钢的应用399

9.3.3 0Cr25Ni6Mo3CuN400

9.3.3.1 化学成分和钢的组织稳定性401

9.3.3.2 力学性能402

9.3.3.3 耐腐蚀性能404

9.3.3.4 物理性能412

9.3.3.5 焊接性能412

9.3.3.6冷、热加工性能413

9.3.3.7 0Cr25Ni6Mo3CuN钢的应用414

9.4超级双相不锈钢416

9.4.1 00Cr25Ni7Mo4N416

9.4.1.1 化学成分和显微组织417

9.4.1.3 耐腐蚀性能418

9.4.1.2 力学性能418

9.4.1.4 物理性能426

9.4.1.5 焊接性能426

9.4.1.6 热处理428

9.4.1.7 00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢的应用428

9.4.2 00Cr25Ni7Mo3.5WCuN428

9.4.2.1 化学成分和显微组织429

9.4.2.2 力学性能430

9.4.2.3 耐腐蚀性能431

9.4.2.4 焊接性能438

9.4.2.5 00Cr25Ni7Mo3.5WCuN超级双相不锈钢438

的应用438

9.4.3 00Cr25Ni6.5Mo3.5CuN439

9.4.3.1化学成分和显微组织439

9.4.3.2 力学性能440

9.4.3.3耐腐蚀性能440

9.4.3.5 焊接性能445

9.4.3.4 物理性能445

9.4.3.6冷、热加工性能446

9.4.3.7 00Cr25Ni6.5Mo3.5CuN超级双相不锈钢的应用446

9.5几个主要国家的双相不锈钢牌号和牌号的近似对照447

10双相不锈钢的应用459

10.1双相不锈钢安全使用的几点限制和要求459

10.2双相不锈钢在主要领域中的应用461

10.2.1 中性氯化物环境461

10.2.2.1常减压装置465

10.2.2炼油工业465

10.2.2.2 催化裂化装置467

10.2.2.3加氢裂化，加氢处理装置467

10.2.3石油化学和化学工业470

10.2.3.1 聚氯乙烯（PVC）汽提塔和热交换器470

10.2.3.2 氯乙烯生产装置470

10.2.3.3 甲醇合成反应器471

10.2.3.5醋酸等有机酸的生产装置472

10.2.3.4羰基合成醇环形反应器472

10.2.3.6化学工业用输送管道473

10.2.4石油和天然气工业473

10.2.5纸浆和造纸工业478

10.2.5.1 连续式硫酸蒸煮装置479

10.2.5.2 间歇式蒸煮器479

10.2.5.3 二氧化氯漂白液筒479

10.2.5.4造纸压力滚筒机479

10.2.6.化肥工业480

10.2.6.1 尿素工业480

10.2.6.2 磷肥工业484

10.2.7海水环境486

10.2.8能源与环保工业487

10.2.9轻工和食品工业490

10.2.9.1盐化工装置490

10.2.9.2食品和制药工业的设备490

10.2.10 高强度结构件491