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双相不锈钢

0 161 违法用户 2019-10-17 13:47:12

双相不锈钢

5.1、常用双相不锈钢的钢号、化学成分和性能特点

1、1Cr18Mn10Ni5Mo3N

（1）化学成分

1Cr18Mn10Ni5Mo3N钢的化学成分见表5-11。

表5-11 1Cr18Mn10Ni5Mo3N钢的化学成分，%

C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	S	P	N
≤0.10	≤0.10	8.5-12.0	17-19	0-6.0	2.8-3.5	≤0.03	≤0.06	0.20-0.30

（2）力学性能

1Cr18Mn10Ni5Mo3N钢的力学性能见表5-12。

表5-12 1Cr18Mn10Ni5Mo3N钢的力学性能

热处理制度	室温力学性能							备注
	бb, Mpa		б_0.2, MPa	δ5 %	ψ %		αk 10⁵J/m²
1100-1150℃水冷 1100℃水冷	≥685		≥345	≥45	≥65		≥19.6	①
	765		461	48.0	65.0			8mm厚板
	895		490	48.5	68.5		25	18mm厚板
热处理制度		温度，℃				低温冲击韧性αk 10⁵J/m²
1100℃水冷（固溶处理）		0				23
		-20				23.5
		-40				22.8
		-60				21.3

①摘自GB1220-92

（3）耐腐蚀性能

1Cr18Mn10Ni5Mo3N钢的耐腐蚀性能见表5-13。

经≥1050℃固溶处理并650℃，25min敏化处理时可通过T法晶间腐蚀检验。

表5-13 1Cr18Mn10Ni5Mo3N钢的耐腐蚀性能

介质条件			试验时间 h	腐蚀速度 mm/a
介质	浓度， %	温度，℃	试验时间 h	腐蚀速度 mm/a
醋酸、甲酸的混酸	HAC 80 HCOOH 2	沸腾	100	0.0002
醋酸、甲酸的混酸	HAC 98 HCOOH 1	沸腾	100	0.0106
醋酸、甲酸的混酸	HAC 98 HCOOH 3	沸腾	100	0.0196
醋酸、甲酸的混酸	HAC 98 HCOOH 9	沸腾	100	0.0310
HAC	98	沸腾	100	0
H₃PO₄	50 70	沸腾		耐蚀
H₃PO₄	50 70	<70		耐蚀
挂片试验结果
挂片位置		温度，℃	时间，h	腐蚀速度,mm/a
半循环法尿素反应器内套中		180	13111.5	0.1784
高效半循环法尿素反应器内套中		188	2679	0.46
全循环法尿素合成器内套中		188	3555	<0.3

（4）1Cr18Mn10Ni5Mo3N钢的冷、热加工和热处理工艺及焊接性能

1Cr18Mn10Ni5Mo3N钢冷加工性良好，但冷加工硬化倾向较Cr-Ni奥氏体不锈钢大。此钢加热时导热性差，热加工时变形抗力大。适宜的热变形温度为900-1180℃。热加工后堆冷。

1Cr18Mn10Ni5Mo3N钢的固溶处理温度为1100-1150℃，冷加工中间退火温度为1050-1100℃。

可采用氩弧焊，电弧焊进行焊接，可焊性良好，通常采用奥302、奥207、奥242等焊条。厚度为4,8,18mm的钢板其焊接接头可通过T法晶间腐蚀检验。

（5）物理性能

1Cr18Mn10Ni5Mo3N钢的物理性能为：

密度ρ：7.8×10³kg/m³;

线膨胀系数α：20-100℃时，183×10^-6K^-1;

20-300℃时，17.76×10^-6K^-1;

20-500℃时，18.70×10^-6K^-1;

热导率λ：100℃时，14W/(m.K)；

300℃时，17W/(m.K)；

500℃时，19W/(m.K)；

2、0Cr17Mn14Mo2N(A4)

（1）化学成分

0Cr17Mn14Mo2N钢的化学成分见表5-14。

表5-14 0Cr17Mn14Mo2N(A4)钢的化学成分，%

C	Si	Mn	Cr	Mo	S	P	N
≤0.08	≤0.7	12-15	16.5-18.5	1.8-2.2	≤0.02	≤0.045	0.20-0.30

（2）组织特点

0Cr17Mn14Mo2N钢经适宜热处理后具有α+γ双相结构，α：20%-40%，γ：80%-60% 。此钢经较长期时效，组织稳定性较低。由于金属间相， χ、б和碳、氮化物的析出，使钢极易脆化，且耐蚀性下降。图5-50系此钢经1050℃加热后，铁素体的等温转变曲线。可知，经短期时效后，0Cr17Mn14Mo2N钢便有M₇C₃、M₂₃C₆等碳化物，Cr₂(N),Mn₂N等氮化物以及χ、б等金属间相析出。

图5-50

（3）力学性能

0Cr17Mn14Mo2N钢的力学性能见表5-15。

-40℃时的低温冲击韧性为16.2×10⁵J/m²。

表5-15 0Cr17Mn14Mo2N钢的力学性能

热处理制度	бb MPa	бs MPa	δ5 %	ψ %	αk 10⁵J/m²	硬度 HB	冷弯 d=2a	备注
1050-1100℃水冷	≥736	≥441	≥30	≥55				①
	746-775	569-613	37.5-47.5	53-59	21.6- 25.5	255	180°	6-10mm 厚板
	775-785	539-564	44-47.5	55-64		255	180°	2-4mm 厚板
	814-844	559-608	42-53					1-1.5mm 厚冷轧板
	805-863	490-588	39-52	50-60		250-255	扩口20% 合格压扁H= 2s合格	φ25×2.5--φ70×5 管材
	736-834	441-541	40-60	65-75	25			φ12-25 棒材

① 摘自GB1220

（4）耐腐蚀性能

0Cr17Mn14Mo2N钢的耐蚀性见表5-16。

表5-16 0Cr17Mn14Mo2N钢的耐腐蚀性能

介质条件									试验时间， h					腐蚀速度，mm/a
介质	浓度，%		温度，℃
硫酸	1		室温						100					0.001
	1		60						100					0.002
	1		80						100					0.001
	1		沸腾						100					0.004
	5		室温						100					0.003
	5		60						100					33.35
	10		室温						100					0.002
	10		60						100					75.87
	20		室温						100					75.17
硫酸+ 甲醛	H₂SO₄ 115g/l 甲醛 12g/l		70						48					0.001
	H₂SO₄ 225g/l 甲醛 25g/l		70						48					173
醋酸	10		沸腾						100					0.001
	25		沸腾						100					0.001
	50		沸腾						100					0.001
	>98		沸腾						100					0.002
醋酸+HAC 甲酸甲酸	98 2		沸腾						144					0.0001
磷酸	10		沸腾						100					0.005
	30		沸腾						100					0.009
	50		沸腾						100					0.044
	70		沸腾						100					1.43
	28.42 (工业介质)		68						34					0.016
盐酸	75g/l		室温						25					0.0077
	0.5		室温						100					0.045
	2.0		室温						100					12.73
草酸	10		80						100					0.978
柠檬酸	25		80						100					<0.001
硫化氢	饱和水溶液		130-140						1224					0.0090
	同上（汽相）		同上						1224					0.0020
氢氧化钠	23.5		室温						48					0.0044
氯化锌	60.83		室温						144					0.002
	60.83		沸腾						93					0.233
挂片试验结果：
挂片条件					温度，℃					试验时间，h					腐蚀速度mm/a
6.85%SO₂,30%-40g/l(液相2.68%H₂SO₄, 1.1g/l)冲击洗涤器气相进口					300					209					0.585
2.68%SO₂,1.03g/l(液相2.68%H₂SO₄, 1.1g/l)冲击洗涤器气相出口					64					209					0.004
20% H₂SO₄,0.25%AS,0.19%F^-,0.30%Fe, 0.78% SO₂					75					720					0.066
14% H₂SO₄,<0.15%HNO₃,10%FeSO₄, 5%Fe₂(SO₄)₃,>0.03% HgSO₄,乙醛二段接触氧仪					沸腾					96					0.201
维尼伦工业介质
>99% 工业醋酸，维尼纶醋酸蒸发器， 15-50%醋酸，30-40水，1-3%乙醛，0.5-2%甲酸；-0.5%醋酸乙醋，酣酸蒸馏塔上段（焊接板材）						沸腾									1.162
						102-115				11879					0.0085
醋酸分馏塔下段塔体上部，介质与醋酸蒸馏塔上段相同）						102-105				5687					0.0494
焊接板材，介质与醋酸蒸馏塔上段相同						102-105				5687					0.0075
95%-96%醋酸，<3%乙醛，-0.5%甲酸、氧化塔第二塔节（焊接板材）						60-70				5687					0.274
98.5%-99.5%醋酸，微量甲醛，乙醛和水，醋酸蒸发器液相（焊接板材）						125-130				1510					0.002
58.35%醋酸，38.15%醋酸乙烯，1.1%乙醛、醋酸乙烯脱醛塔（焊接板材）						82-90				565					0.018
57.15%醋酸，0.083%醋酸甲脂，0.0019%氯离子，水、水解液蒸馏塔（焊接板材）						105-106				1335					0.0005
95%-97%醋酸，3%-5%醋酸乙烯，1%丁烯醛，醋酸回收蒸馏塔釜底液相						134-137				628					0.1585
焊接板材，介质为醋酸回收蒸馏塔釜底液						134-137				628					0.0879
>98%醋酸乙烯，少量醋酸，丁烯醛，醋酸乙烯精馏釜（焊接板材）						72-89				843					0.080
尿素工业介质：
尿素合成塔半循环： NH₃:CO₂:H₂O=4:1:0.7 MPa NH₃:CO₂:H₂O=4:1:0.7 焊接板材
						-190				2390					0.067
						-190				4699					0.225
大型尿素合成塔塔顶，20MPa，焊接板材大型尿素合成塔塔顶，20MPa，焊接板材尿素合成一段分离器介质，高效循环，焊接板材联尿汽提塔气相同上，气相混合介质同上，液相联尿CO₂吸收塔介质						-190				2985					0.13
						-190				2985					0.07
						-160				2922					0.10
										949					0.006
										949					0.071
										949					0.004
										949					0.002
化学合成纤维（卡普涤）工业介质
>96已内酰胺，0.03%已二酸，1%胺基已酸，2%水，聚合罐输入罐上段花板(焊接板材)							240-250					10560			0.004
40%硫胺，卡普隆硫胺蒸发器（焊接板材）							75					438			0.003
811-830g/l亚硫酸氢胺，16g/l亚硝酸钠二盐反应器（焊接板材）							0-50					2208			0.001
80%已内酰胺（液相），己内酰胺蒸馏釜 80%己内酰胺，焊接板材 80%己内酰胺（气相），己内酰胺蒸馏釜 80%己内酰胺（气相），焊接板材							185					438			0.118
							185					438			0.043
							185					438			0.011
							185					438			0.035
35%巴豆醛，29.1%丁醛，18.4%丁醇、水、重组份，氢、废气、巴豆醛加氢塔反应段							110-136					--1608			0.042
丙烯脂，乙腈，氢氰酸，丙烯醛，氨，一氧化碳，二氧化碳，低碳烷烃，惰性气体等，丙烯腈氨中和塔顶							68-72					--1163			0.0029
丙烯腈氨中和塔釜液							沸腾					100			0.0034
0.1%-0.2%甲酸，20%-38%甲醛，三聚甲醛合成分馏塔中部							90-98					1678			0.001
32%硫酸铵，14%硫酸钠，7%氯化铵芒硝联碱II过程介质，一次蒸发上循环管芒硝联碱II过程介质，二次蒸发上循环管							130					480			0.016
							110					1944			0.018
							110					1944			0.38
晶间腐蚀（钢中碳量与晶间腐蚀关系）
C，%		650℃敏化时间，h											检查结果
0.048		1											无晶间腐蚀
		2											同上
0.058		1											同上
		2											同上
0.078		1											无晶间腐蚀
		2											有极轻微晶间腐蚀
0.090		1											有极轻微晶间腐蚀
		2											有晶间腐蚀
应力腐蚀
应力	介质条件										腐蚀速度 mm/a				断裂时间 h
	介质			温度，℃
爆炸应变量2% 爆炸应变量5%	尿素合成塔介质			--190							0.179				5000h，无裂纹
	尿素合成塔介质			--190							0.197				5000h，无裂纹
	尿素合成塔介质			--190							0.194				5000h，无裂纹
0.65бb	H₂S饱和水溶液			室温											2500h，未断
0.80бb	H₂S饱和水溶液			室温											2500h，未断
0.80бb	人造海水			室温											2500h，未断
点蚀
介质条件								腐蚀率，g/(m².h)								点蚀情况
10.8% FeCl₃·6H₂O+0.5 mol/l HCl,室温，4h								0.2								端面有点蚀
10% NaCl+5% FeCl₃·6H₂O,室温，10h								0.5								点蚀

（5）冷、热加工和热处理工艺及焊接性能

0Cr17Mn14Mo2N钢的冷、热加工性能要比Cr-Ni奥氏体不锈钢和含镍的Cr-Mn-N钢为差。由于冷加工硬化倾向大，故冷加工变形量到50%-60%后便需进行中间软化退火。此钢的热加工温度区间较窄，适宜的热加工温度为900-1150℃。既使如此，由于此钢的热塑性差，冶金厂成材率低，从而妨碍了此钢的大量生产和应用。此钢热处理为加热到1050-1080℃后急冷。当采用合适焊接工艺时，此钢可焊性良好，可用手工电弧和埋弧自动焊焊接，焊速<10m/h。可选用“上海160(Cr-Mn-N)”焊条。焊后焊接接头若不经过敏化处理可通过“T”法检验。在有晶腐蚀的危险环境中，不宜采用焊接结构。

（6）物理性能

0Cr17Mn14Mo2N钢的物理性能为：

密度ρ：7.8×10³kg/m³;

比热容C：100℃时，470J/(kg.K);

300℃时，490J/(kg.K);

500℃时，510J/(kg.K);

弹性模量E：20℃时，212000MPa；

100℃时，199000MPa；

300℃时，191000MPa；

500℃时，169000MPa；

线膨胀系数α：20-100℃时，15.3×10^-6K^-1;

20-300℃时，16.6×10^-6K^-1;

20-500℃时，17.6×10^-6K^-1;

热导率λ：100℃时，18W/(m.K);

300℃时，25W/(m.K);

500℃时，30W/(m.K);

3、1Cr21Ni5Ti,0Cr21Ni5Ti

（1）化学成分

1Cr21Ni5Ti,0Cr21Ni5Ti这两种钢的化学成分见表5-17。为了防止500-550℃短时加热而引起的脆性，要控制钢中Ti≤0.5%，且残余Al要限制在≤0.08% 。

表5-17 1Cr21Ni5Ti,0Cr21Ni5Ti钢的化学成分，%

钢号	C	Si	Mn	Cr	Ni	Ti	S	P
1Cr21Ni5Ti	0.09-0.14	≤0.80	≤0.80	20-22	8-5.8	5(C%-0.02)≤0.80	≤0.03	≤0.035
0Cr21Ni5Ti	≤0.08	≤0.80	≤0.80	20-22	8-5.8	5×C%≤0.70	≤0.03	≤0.035

（2）力学性能

1Cr21Ni5Ti,0Cr21Ni5Ti这两种钢的力学性能见表5-18。

表5-18 1Cr21Ni5Ti,0Cr21Ni5Ti钢的力学性能

钢号	热处理制度		室温力学性能													αk 10⁵J/m²			弯曲次数			备注
			бb MPa				б0.2 MPa			δ5 %			ψ %
1Cr21-Ni5Ti	950-1050℃水或空冷		≤339				≤343			≤25			≤40									①
	980℃ 40min 空冷		680				540			20.3			65.5			10						φ20 棒材
	980-1050℃30min空冷		789---873				453---688			15.6----20.6												1.5mm厚板材
	1000℃固溶处理		673---716				431---519			30-33									19--22			4mm 厚板材
	固溶后500℃ 1h时效		696---770				837---854			21-27									4-14
	1050℃ 45min空冷		814							15.4									5.9			6mm 厚板材
钢号	热处理制度				温度 ℃				高温力学性能
									бb MPa			б0.2 MPa					δ5 %				ψ %
0Cr21-Ni5Ti	1000℃ 2min 水冷				100				588			294					35
					200				539			294					30
					300				490			245					30
					400				490			245					30
					500				412			235					30
					600				294			177					35
					700				177								40
					800				108								62				75
					900				68.6								60				65
					1000				29.4								66				82
					1100				19.6								100				75
					1200				19.6								65				75
钢号	热处理制度 (或状态)	室温力学性能																冷弯次数或弯曲角度					备注
		бb MPa				б0.2 MPa				δ5 %		ψ %		αk 10⁵J/m²
1Cr21Ni5Ti	950-1100℃水或空冷	588				343(σs)				20		40											①
	980℃40min水冷	665				460				28.0		63		16.6									φ20 棒材
	980-1050℃ 30min空冷	779-798				580				26.6-27.1													6mm 厚板材
	热处理状态	686-834				510-588				22-32								4-6					1.5mm厚板材
	冷轧状态	883-1128				686-883				8-10								2-3
	固溶后500℃时效	932				883				4-10		3.9--5.9						100-180
钢号	热处理制度			温度 ℃				高温力学性能
								бb MPa			б0.2 MPa				δ5 %					ψ %
1Cr21 Ni5Ti	1000℃，2min水冷			100				686			441				20
				200				588			392				10
				300				588			343				10
				400				490			343				10
				500				441			294				15
				600				294			245				20
				700				147			98				20
				800				118							64					82
				900				69							95					91
				1000				29							90					67
				1100				20							90					70
				1200				10							143					78

（3）耐腐蚀性能

1Cr21Ni5Ti,0Cr21Ni5Ti钢均无晶间腐蚀倾向。它们的耐蚀性见表5-19。

表5-19 1Cr21Ni5Ti,0Cr21Ni5Ti钢的耐蚀性能

钢号	介质条件			腐蚀速度 mm/a
钢号	种类	浓度，%	温度，℃	腐蚀速度 mm/a
1Cr21Ni5Ti	HNO₃	65	沸腾	0.50
	草酸	10	沸腾	0.01
	草酸+NaCl	草酸10 NaCl 1	沸腾	5.0-7.1
0Cr21Ni5Ti	HNO₃	65	沸腾	0.242-0.275
	草酸	10	沸腾	0.01
	HNO₃	30	沸腾	0.06 ( 18-8焊条 0.385 手工电弧 0.759 焊后)
		50	沸腾
		65	沸腾
		65	沸腾	0.280 自动焊后
	H₂SO₄	10	20℃	0.616 氩弧焊后

(4)冷、热加工和热处理工艺及焊接性能

1Cr21Ni5Ti,0Cr21Ni5Ti钢的冷、热加工性能均良好。由于双相不锈钢的屈服强度较高，故冷加工，特别是管材扩口，板材冷冲压性能等较Cr-Ni奥氏体不锈钢稍差。但是，当所加外力一旦超过钢的屈服点后，这两种钢同样可顺利变形。1Cr21Ni5Ti和0Cr21Ni5Ti钢适宜的热加工温度为950-1050℃。此时，钢中α、γ两相组织的力学性能差别最小，具有最佳的热塑性，它们的热处理工艺为950-1050℃加热后急冷。

1Cr21Ni5Ti和0Cr21Ni5Ti钢的可焊性好，宜采用氩弧焊和电弧焊接，当选用焊丝或焊条时，可用不含稳定化元素的18-8Cr-Ni奥氏体不锈钢焊丝或焊条。

（5）物理性能

1Cr21Ni5Ti,0Cr21Ni5Ti钢的物理性能见表5-20。

表5-20 1Cr21Ni5Ti和0Cr21Ni5Ti的物理性能

钢号

密度ρ

10³kg/m³

弹性模量E

MPa

线膨胀系数α

10^-6K^-1

热导率λ

10³W/(m.K)

20℃

100℃

300℃

20-100℃

20-300℃

20℃

100℃

300℃

1Cr21Ni5Ti

0Cr21Ni5Ti

7.8

18700

199000

174000

197000

172000

178000

10.0

9.6

16.8

16.0

0.17

0.18

(700℃)

0.25

0.19

4、1Cr18Ni11Si4A1Ti

（1）化学成分

1Cr18Ni11Si4A1Ti钢的化学成分见表5-21。

表5-21 1Cr18Ni11Si4A1Ti钢的化学成分，%

C	Si	Mn	Cr	Ni	Ti	Al	S	P
0.10-0.18	3.4-0	≤0.80	17.5-19.5	10-12	0.4-0.9	0.10-0.30	≤0.030	≤0.035

（2）力学性能

1Cr18Ni11Si4A1Ti钢的力学性能与钢中铁素体量有密切关系。一般说来，随钢中铁素体量增加，钢的强度增加。表5-22给出了交货状态下，此钢的室温和高、低温力学性能。此钢同样存在475℃脆性和б相脆性。由于Si的存在，此钢б相形成过程显著加速，因此，不允许在б形成温度范围内使用和停留。5-22 1Cr18Ni11Si4A1Ti钢的力学性能

热处理制度	室温力学性能										备注
	бb MPa		бs MPa		δ %		ψ %		αk 10⁵J/m²
950-1050℃水冷	≥715		≥440		≥25		≥40		≥63(J)		①
	716-859		441-598		25.0-61.5		50.5-73.5		9.8-24		②
热处理制度	温度 ℃	高温力学性能
		бb MPa		б0.2 MPa		δ10 %		ψ %		备注
950-1050℃水冷	300	627		392		28.0		57.0		棒材
	400	608		343		26.0		56.0
冷轧态	300	735		637		11.0				板材
	350	725		627		11.0
	400	715		627		11.0
热处理制度	温度 ℃	低温力学性能
		бb MPa		δ10 %		ψ %		αk 10⁵J/m²		备注
950-1050℃水冷	-70	1070		47.0		61.0		13.7		棒材

①摘自GB1220-92；②实际检验值；

（3）耐腐蚀性能

1Cr18Ni11Si4A1Ti钢的耐腐蚀性能见表5-23

表5-23 1Cr18Ni11Si4A1Ti钢的耐蚀性能

介质条件			试验时间 h	腐蚀率 g/(m².h)
介质	浓度，%	温度，℃	试验时间 h	腐蚀率 g/(m².h)
HNO₃	50	60	100	0.045
	65	60	100	0.044-0.049
	75	60	100	0.03-0.034
	85	60	100	0.018-0.019
	95	60	100	0.019
HNO₃	98	80-85	48	0.092(mm/a)

挂片试验结果：

(1) 浓硝酸漂白塔下部，98%HNO₃+0.3%NO,经80-85℃，2712h的挂片试验，腐蚀率为1.3g/(m².h)。

(2) 热浓硝酸高位槽上部（气相），98%HNO₃，沸腾，经3984h的挂片，其腐蚀率为0.12g/(m².h)。

晶间腐蚀可通过硫酸铜加硫酸加铜屑法（T法）检验。

（4）冷、热加工和热处理工艺及焊接性能

热加工温度为920-1150℃。固溶处理后，冷加工（包括冷冲）性能良好。固溶处理温度为1020-1150℃。当此钢在低于0℃的温度下进行冷变形时，会产生强烈的γ-M转变，且钢中马氏体数量和强度形变温度和变形量成正比。即使如此，此钢的耐蚀性并不降低。

此钢可采用自动焊，手工氩弧焊、手工电弧焊、点焊、滚焊等工艺进行焊接。当需要填丝时，焊丝成分可与母材相同。

（5）物理性能

1Cr18Ni11Si4AlTi钢的物理性能为：

密度ρ：7510kg/m³；

线膨胀系数α：20～100℃时，16.31×10^-6K^-1；

20～300℃时，18. 51× 10^-6K^-1；

20～500℃时，19.67×10^-6K^-1；

热导率λ：20℃时，12W/（m.K）；

100℃时，13W/（m.K）；

300℃时，16W/（m.K）；

500℃时，19W/（m.K）；

比电阻ρ：20℃，1.04μΩ .m

100℃时，1.08μΩ .m。

5、00Cr18Ni5Mo3Si2

(1)化学成分

00Cr18Ni5Mo3Si2钢的化学成分见表5-24。

表5-24 00Cr18Ni5Mo3Si2钢的化学成分

C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	P	S	N
≤0.03	1.3-2.0	1.0-2.0	18-19.5	5-5.5	2.5-3.0	≤0.035	≤0.03	≤0.06

为了调整相比便并提高耐孔蚀性能，氮量可加到0.12%。

（2）力学性能

00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢的力学性能兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特征。既有高的强度，又有高的韧性。双相不锈钢的强度主要取决于α相，而韧性则主要取决于γ相。双相不锈钢仍有铁素体不锈钢的475℃脆性和α(χ)相脆性。图5-51示出此钢的室温力学性能；图5-52表示时效对此钢冲击韧性的影响：表5-25示出此钢的高温力学性能。

图5-51 不同固溶温度对00Cr18Ni5Mo3Si2钢室温力学性能的影响

图5-52 不同时效温度处理对00Cr18Ni5Mo3Si2钢值的的影响

表5-25 00Cr18Ni5Mo3Si2钢的高温力学性能

试验温度 ℃	бb MPa	б0.2 MPa	δ %	ψ %	αk 10⁵J/m²
室温	≥637	≥441	≥30	-	≥19.6
100	665	490	40.8	81.5	-
200	623	387	35.4	78.0	-
300	628	368	30.6	75	-
400	635	348	29.5	76.0	-

（3）耐腐蚀性能

除HNO₃等氧化性酸介质外，在其它许多酸介质中，00Cr18Ni5Mo3Si2钢的耐一般腐蚀性均优于18-8 Cr-Ni钢，而且常常与含Mo 2% ～3% 的不锈钢（如00Cr17Ni14Mo2）相当。表5-26和图5-53表示了00Cr18N5Mo3Si2 的耐一般腐蚀性能。

表5-26 00Cr18Ni5Mo3Si2钢的耐蚀性

试验介质	腐蚀率,g/(m².h)
试验介质	00Cr18Ni5Mo3Si2		00Cr18Ni12Mo2Ti		00Cr18Ni9Ti
25% H₂SO₄，50℃	0.02	0.02	0.82	0.67	41.7	43.0
10% H₂SO₄，60℃	0.07	0.07	0.10	0.06	11.7	10.1
20% H₂SO₄，60℃	0.03	0.02	11.6	12.0	58.0	56.0
25%甲酸，沸腾	0.27	0.27	0.56	0.56	5.1	6
50%甲酸，沸腾	0.63	0.63	0.63	0.57	2.1	2.1
80%甲酸，沸腾	1.66	0.88	0.49	0.44	0.90	0.90
100%醋酸，沸腾	0.00	0.00	0.00	0.00	0.17	0.18
30%醋酸+6%甲酸+ 185ppmCl^-，沸腾	0.00	0.00	0.21	0.20	0.92	1.10
60%醋酸+15%甲酸+ 185ppmCl^-，沸腾	0.19	0.22	1.43	1.43	1.54	1.41

图5-53

图5-54

00Cr18Ni5Mo3Si2钢由于含碳量低且具有α+γ双相组织，因而耐晶间腐蚀性能优于一般Cr-Ni奥氏体不锈钢。但是，高温加热（或焊后）一旦呈现单相铁素体组织，此钢的耐晶间腐蚀性能下降，出现晶间腐蚀敏感性。图5-54 系00Cr18Ni5Mo3Si2钢的TTS（温度－时间－敏感性）图。图5-55系热模拟温度对此钢晶间腐蚀性能的影响。显然，00Cr18Ni5Mo3Si2钢加热温度超过1250～1280℃，其晶间腐蚀敏感性便显著增加。

试验表明，00Cr18Ni5Mo3Si2钢的耐点蚀性优于1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9Ti，00Cr18Ni10，而与00Cr17Ni12Mo2相当或稍优，结果见表5-27、表5- 28和图5-56。

图5-55 不同固溶处理温度时，钢的热模拟温度对其晶间腐蚀敏感性的影响（GB1223-75，T法）

图5- 56 在3%NaCl 溶液中，00Cr18Ni5MO3Si2钢（18-5）的点蚀电位

表5-27 00Cr18Ni5Mo3Si2钢的耐点蚀性*

材料	介质条件
材料	3%NaCl,35℃	5%H₂SO₄+3% NaCl,35℃	3%NaCl,通气,35℃
00Cr18Ni5Mo3Si2	220	640	360
0Cr18Ni9Ti	185-230	225	-
0Cr18Ni12Mo2Ti	300	525	-
00Cr17Ni14Mo2	-	500	260
00Cr17Ni14Mo3	345	500-545	-

*点蚀电位，mV

表5-28 00Cr18Ni5Mo3Si2钢的耐点蚀性能*

材料	介质条件
材料	1.5%FeCl₃.6H₂O+3% NaCl+20mlHAC/l, PH=2,40℃	5%FeCl₃.6H₂O,35℃
00Cr18Ni5Mo3Si2	1.6,2.2	2.83
0Cr18Ni12Mo3Ti	2.8	-
0Cr18Ni9Ti	3.5	115

*腐蚀率 g/（m2.h）

耐水介质氯化物应力腐蚀性能优良是双相不锈钢的重要特点。00Cr18Ni5Mo3Si2钢的试验结果见表5-29、表5-30和图5-27。

表5-29 00Cr18Ni5Mo3Si2钢的耐应力腐蚀性能

材料	试验条件
材料	25% NaCl+1% K₂Cr₂O₇沸腾温度， PH=5，U型试样	含100ppm Cl-,8ppm[O] 295℃水，U型试样
00Cr18Ni5Mo3Si2	3929h，未断	1500h，未断
0Cr17Ni14Mo2	2814-3516h SCC	1500h，SCC
0Cr18Ni9Ti	1057-1387h SCC	-

表5-30 在不同介质中00Cr18Ni5Mo3Si2钢的应力腐蚀性能

材料	状态	介质	бmax MPa	δ %	ψ %	延伸量 mm	单位面积上的断裂时间 min/mm²
00Cr18Ni5Mo3Si2	1000℃×30min 水冷处理	40%沸 MgCl₂	404	20.27	13.7	3.04	74
	焊接+1000℃×30min水冷处理	42%沸 MgCl₂	387	17.63	11.79	2.98	68
	1000℃×30min 水冷处理	15%沸 NaCl	601	43.83	33.76	6.87	138
	1000℃×30min 水冷处理	20%NaCl+ 3%K₂Cr₂O₇ 沸腾温度	560	416	69.78	6.62	130
	1000℃×30min 水冷处理	醛化液	685	50.83	61.00	7.62	159
1Cr18Ni9Ti	1050℃×30min 水冷处理	42%沸 MgCl₂	205	7.20	10.38	1.025	33

* 恒应变速率试验结果，应变速率5.07*10^-3mm/min

图5-57

图5-58

具有优良的耐腐蚀疲劳性能是双相不锈钢的另一性能特点。图5-58 系00Cr18Ni5Mo3Si2钢的腐蚀疲劳试验结果。

(4) 冷、热加工和热处理工艺及焊接性能

00Cr18Ni5Mo3Si2钢冷、热加工性能良好，其冷作硬化稍高于18-8不锈钢。适宜的热加工温度为850～1100℃，此时，00Cr18Ni5Mo3Si2钢还具有超塑性。

00Cr18Ni5Mo3Si2 钢强度高，变形抗力大，故深冲性能、胀管（扩口）性能较18-8 奥氏体钢差。为了取得较好的深冲性能，00Cr18Ni5Mo3Si2钢需在980～1010℃下固溶处理，此时，钢的深冲性最好（图5-59）。为使胀管顺利，开始时需施加较大的外力使钢管变形，随后便可顺利地进行胀管。

图5-59

为了获得适宜相比例和良好的综合性能，00Cr18Ni5Mo3Si2钢的热处理以980～1050℃固溶处理为宜。钢的消除应力和软处理亦可选用此工艺。

00Cr18Ni5Mo3Si2钢可焊性良好，焊接裂纹倾向低，焊接接头具有与母材相近的力学性能和耐蚀性能。可采用手工电弧焊、钨极氩弧焊、金属极氩弧焊等方法焊接。焊前不需预热，焊后不需热处理。可采用奥022 硅、奥302焊、312焊条。当需要与18-8钢进行异材焊接时也可采用上述焊接方法。

（5）物理性能

00Cr18Ni5Mo3Si2钢的物理性能为：

密度ρ：7.7×10³kg/m³。

比热容c：50～100℃时，460J/（kg.K）；

250～300℃时，540J/（kg.K）；

热导率λ20℃时，19W/（m.K）；

100℃时，19W/（m.K）；

300℃时，24W/（m.K）；

线膨胀系数α：20～100℃时，12.2×10^-6K^-1；

20～200℃时，13.1×10^-6K^-1；

20～300℃时，13.5×10^-6K^-1；

弹性模量E：20℃时，196000MPa。

6、00Cr18Ni6Mo3Si2Nb

（1）化学成分

00Cr18Ni6Mo3Si2Nb钢的化学成分见表5-31。

表5-31 00Cr18Ni6Mo3SiNb* 钢的化学成分，%

C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	N	Nb	S	P
≤0.03	1.5-2.0	1.0-2.0	18-19	5.5-6.5	2.5-3.0	加入	加入	≤0.03	≤0.035

*国内常以18-5Nb表示

研究表明，此双相钢适宜的相比例为α/γ≈50/50或40/60。为获得此相比例，并保证高温加热后仍保留大约10%的γ相，钢的Ｋ值（Ni_当量与Cr_当量之比）应达0.42（见图5-60）。

图5-60

图5-61

（2）力学性能

00Cr18Ni6Mo3Si2Nb钢的室温力学性能见表5-32，中温时效对此钢力学性能的影响见图5-61。

表5-32 00Cr18Ni6Mo3Si2Nb钢的室温力学性能

钢号

бb

MPa

б0.2

MPa

αk

10⁵J/m²

00Cr18Ni6Mo3Si2Nb

706

451

≥17

1Cr18Ni9Ti

539

216

≥19.6

（3）耐腐蚀性能

在H₃PO₄，HAC，稀H₂SO₄以及含Cl^-的水介质中，00Cr18Ni6Mo3Si2Nb 钢的耐蚀性均优于18- 8 Cr- Ni 不锈钢。 00Cr18Ni6Mo3Si2Nb 钢的耐一般腐蚀性能与前述00Cr18Ni5Mo3Si2钢相同，00Cr18Ni6Mo3Si2Nb 钢的耐应力腐蚀，耐点蚀性能见表5-33、表5-34、表5-35、以及图5-62、图5-63和图5-64。

表5-33 00Cr18Ni6Mo3Si2Nb钢在25% NaCl+1% K₂Cr₂O₇

材料	未焊接	同材氩弧焊	异材对接焊	备注
00Cr18Ni6Mo3Si2Nb	>3000h	>1000h	-	-
1Cr18Ni9Ti	3.5-25h,SCC	25-50h,SCC	-	-
00Cr18Ni6Mo3Si2Nb与1Cr18Ni9Ti对接焊	-	-	20-254h, SCC	裂在1Cr18 -Ni9Ti-侧

表5-34 00Cr18Ni6Mo3Si2Nb钢在高温含Cl-水中的应力腐蚀试验结果

材料	试验条件	应力腐蚀时间,h
1Cr18Ni9Ti	200℃,500ppmCl^-,8ppm[O],U型样	9.5-25
00Cr18Ni6Mo3Si2Nb	200℃,500ppmCl^-,8ppm[O],U型样	225-5500
1Cr18Ni9Ti相互对焊接	200℃,500ppmCl^-,8ppm[O],U型样	9.5
18-5Nb与1Cr18Ni9Ti对接焊	200℃,500ppmCl^-,8ppm[O],U型样	787h,1Cr18Ni9Ti 侧破裂

表5-35 00Cr18Ni6Mo3Si2钢在5% FeCl₃.6H₂O中的耐点蚀性能

材料	腐蚀率，g/(m².h)
00Cr18Ni6Mo3Si2	1.25,3.20,3.04
1Cr18Ni9Ti	13.56,176

图5-62──

图5-63

图5-64

（4）冷、热加工和热处理工艺及焊接性能

00Cr18Ni6Mo3Si2Nb双相不锈钢具有良好的冷、热加工性能。由于此钢强度高，所以变形抗力较Cr-Ni奥氏体不锈钢为大。但其冷加工硬化速度较Cr-Ni奥氏体不锈钢为低。图5-65系00Cr18Ni6Mo3Si2Nb钢的冷加工硬化曲线,其加工硬化系数为0.3左右(一般Cr-Ni奥氏体钢为0.5,Cr18型铁素体钢为0.21)。表5-36列出00Cr18Ni6Mo3Si2Nb 钢的高温拉伸、扭转、落锤等试验结果。从表中可以看出，在很宽的温度范围内，此钢均具有优良的热塑性。它的适宜热加工温度为900～1200℃。

图5-65

表5-36 00Cr18Ni6Mo3Si2Nb钢的热塑性试验结果

试验温度 ℃	高温拉伸试验			高温扭转试验		落锤试验
试验温度 ℃	бs,MPa	δ,%	ψ,%	转数	最大扭矩,J	临界变形量,%
900	103	288	64	-	-	78
950	52	226	72	-	-	79
1000	38	186.8	64	9.3	8.5	76
1050	27	146	64	-	-	73
1100	19	135	53.6	12.0	3.9	72
1150	17	114	58	18.0	2.9	56
1200	5	-	-	20	2.0	76
1250	-	-	-	69.0	1.5	77

为了获得适宜相比例，使00Cr18Ni6Mo3Si2Nb钢具有良好的综合力学性能和耐腐蚀性能，正确的热处理工艺应是：在980～1100℃加热后快冷，热处理温度过高，γ相量减少，晶粒长大，甚至会失去微细双相组织所具有的特性。

00Cr18Ni6Mo3Si2Nb钢焊接性能良好，焊前不需预热，焊后不需热处理。建议采用钨极氩弧焊、金属极氩弧焊或手工电弧焊焊接。推荐采用P5或316L(00Cr18Ni14Mo2)不锈钢和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb钢同材作焊接用填丝。

（5）物理性能

00Cr18Ni6Mo3Si2Nb钢的物理性能为：

密度ρ：7.7×10³kg/m³；

热导率λ：20℃时，20W/（m.K）；

100℃时，20W/（m. K ）；

200 ℃时，22W/（m.K）；

300℃时，24W/（m.K）；

线膨胀系数α：15～100℃时，13.5×10^-6K^-1；

15～200℃时，13.8×10^-6K^-1；

15～300℃时，11×10^-6K^-1。

7、00Cr26Ni6Ti

（1）化学成分

00Cr26Ni6Ti钢的化学成分见表5-37。

表5-37 00Cr26Ni6Ti钢的化学成分，%

C	Si	Mn	Cr	Ni	S	P	Ti
≤0.03	≤0.80	≤1.0	25-27	5.5-7.0	≤0.03	≤0.035	0.20-0.40

(2)力学性能

不同固溶处理温度下，00Cr26Ni6Ti钢的力学性能见图5-66。其室温、低温冲击韧性和高温力学性能见表5-38和表5-39。由于此钢铬含量较高，与含铬较低的其它双相不锈钢相比，具有明显的475℃和б相脆性。试验表明，900 ℃固溶处理后，在约500℃仅保温10min，750℃仅保温100min，此钢便呈现475℃和б相脆性，见图5-67。

图5-66

图5-67

表5-38 00Cr26Ni6Ti钢的冲击韧性

试验温度，℃	20℃	0℃	-78℃	-100℃	-196℃
αk,10⁵J/m²	27.5	23.5	16.8	1.32	0.25

表5-39 00Cr26Ni6Ti钢的高温瞬时力学性能

温度，℃	бb,MPa	δ,%	ψ,%
20	66.2	29.5	72
850	72.9	214	99.0
900	46.1	210.4	99.0
950	39	213.0	99.0
1000	20.6	175.0	99.0

（3）耐腐蚀性能

00Cr26Ni6Ti钢的耐一般腐蚀性能见表5-40，从表中可以看出，此钢在含NaCl水溶液中，在HNO₃、稀甲酸、草酸、醋酸中耐蚀性均较好。

表5-40 00Cr26Ni6Ti钢耐一般腐蚀性能

试验介质

时间，h

腐蚀率，g/(m².h)

25%NaCl+1% K₂Cr₂O₇，沸腾

65%HNO₃，沸腾

5%H₂SO₄，沸腾

10%甲酸，沸腾

10%草酸，沸腾

50%醋酸，沸腾

0.009

0.336

0.366

0.007

0.032

0.006

由于00Cr26Ni6Ti钢碳含量低且含稳定化元素，故它耐晶间腐蚀性能很好。即使经高温加热，出现α单相组织结构，经GB1223-75中T法检查，也无晶腐蚀倾向。

00Cr26Ni6Ti钢具有优异的耐氯化物应力腐蚀性能，采用恒应力试样和用U型试样在25% NaCl+1% K₂Cr₂O₇沸腾溶液中其应力腐蚀性能分别见图5-68及图5-69。显然，00Cr26Ni6Ti的耐应力腐蚀性能优于所比较的不锈钢4Cr14Ni14W2Mo和00Cr15Ni6Nb；而且不同温度固溶处理后，当钢中相量低于20%，钢的耐应力腐蚀性能显著恶化。

图5-68──

图5-69

此钢的耐蚀性可优于18-8 Cr-Ni奥化体不锈钢而且强度高。因而可用于既要求强度且耐蚀性不低于18-8不锈钢的条件下。

由于此钢铬含量高，在硫化钠腐蚀条件下（Na₂S 28%～60%,115～188 ℃下），也有良好的耐蚀性。同时，其耐点蚀、缝隙腐蚀的性能也优于18-8 Cr-Ni 不锈钢。一些结果见表5-41和表5-42。

表5-41 00Cr26Ni6Ti钢的耐点蚀性能

材料	试验条件	腐蚀率，g/(m².h)
00Cr26Ni6Ti	50g FeCl₃·6H₂O/l,30℃	0.56
00Cr18Ni10	50g FeCl₃·6H₂O/l,30℃	8.2
00Cr18Ni13Mo2	50g FeCl₃·6H₂O/l,30℃	3.6

表5-42 00Cr26Ni6Ti的点蚀电位

材料	试验条件，扫描速度，20mV/min	点蚀电位，mV(SCE)
00Cr26Ni6Ti	3% NaCl,35℃	494
0Cr18Ni9Ti	3% NaCl,35℃	185-230
0Cr18Ni12Mo2Ti	3% NaCl,35℃	300
00Cr17Ni14Mo3	3% NaCl,35℃	345

（4）冷、热加工和热处理工艺及焊接性能

00Cr26Ni6Ti钢的冷、热加工性能好，适宜的热加工温度为900～1100℃。为了获得微细的双相结构，需在两相温度区内大变形量轧制或锻造。因为，对于双相不锈钢而言，热处理仅能改变钢中相的经例，并不能改变钢的晶粒尺寸。基体晶粒的细化只能通过塑性变形来实现。

由于承受焊接后，此钢的焊缝和热影响区会出现单相铁素体组织，且晶粒粗化，此时，无论是耐蚀性还是力学性能均趋于恶化。若必须进行焊接时，建议选用Cr-Ni奥氏体钢焊丝或焊条。其焊接工艺与常用Cr-Ni奥氏体钢相同。

（5）物理性能

00Cr26Ni6Ti钢的物理性能为：

密度ρ：7720kg/m³；

线膨胀系数α：100℃，8.81×10^-6K^-1；

200℃时，10.63×10^-6K^-1；

300℃时，11.1×10^-6K^-1；

500℃时，11.8×10^-6K^-1；

比电阻ρ：20℃时，77.37μΩ.cm；

弹性模量E：20℃时，186000MPa ；

100 ℃时，182000MPa ；

300 ℃时，178000MPa。

8、00Cr26Ni7Mo2Ti

（1）化学成分

00Cr26Ni7Mo2Ti钢的化学成分见表5-43

表5-43 00Cr26NI7MO2Ti钢的化学成分%

C	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Mo	Ti
≤0.03	0.4-0.8	≤1.5	≤0.03	≤0.035	25-27	6.5-7.5	1.5-2.5	0.3-0.5

（2）力学性能

不同温度固溶处理后，00Cr26Ni7Mo2Ti钢的室温力学性能见图5-70。可以看出，当固溶处理温度低于1000℃时，由于钢中б相不能充分溶解，故钢的冲击韧性较低，塑性也较差。经适宜固溶处理后，此钢棒材的力学性能见表5-44。

表 5-44 00Cr26Ni17Mo2Ti钢棒材的力学性能

试验温度 ℃	бb MPa	б0.2 MPa	δ %	ψ %	αk 10⁵J/m²
室温	674	544	29.6	66.8	18.6
200	579	471	29.0	62.0	-
300	579	441	25.0	60.0	-
500	490	392	21.0	67.0	-

图5-70

00Cr26Ni7Mo2Ti钢也存在475℃和б(χ)相脆性，前者

在475℃附近，后者在650～900℃区间内，一旦出现这些脆性，钢的硬度显著提高，而韧性明显下降。试验结果见图5-71和图5-72。

图5-71

图5-72

（3）耐腐蚀性能

表5-45系00Cr26Ni7Mo2Ti钢的全面腐蚀性能。

此钢在FeCl₃.6H₂O和3% NaCl水溶液中的点蚀试验结果见表5-46和表5-47。

表5-45 00Cr26Ni7Mo2Ti钢的腐蚀率，g/（m².h）

5%H₂SO₄

沸腾

65%NHO₃

沸腾

10%甲酸

沸腾

50%醋酸

沸腾

20%甲酸+

70%醋酸

沸腾

盐酸，沸腾

0.5% 1.0%

0.26

(试验前未活化处理)

0.15

0.005

0.11

0.5 0.11

表5-46 在50gFeCl₃.6H₂O/l溶液中（35℃）

00CrNii7Mo2Ti钢的耐点蚀性能

钢种	失重，g(m².h)
00Cr26Ni7Mo2Ti	0.26
00Cr26Ni6Ti	0.56
0Cr18Ni10	8.2
0Cr18Ni11Mo2	3.6
4Cr14Ni14W2Mo	28.02

表 5-47 在3%NaCl中（35℃），00Cr26Ni7Mo2Ti钢的点蚀电位

钢种	点蚀电位，mV（SCE）
00Cr26Ni9Mo2Ti	>900（不击穿）
00Cr26Ni6Ti	494
0Cr18Ni9Ti	185-230
0Cr18Ni12Mo2Ti	300
00Cr17Ni14Mo2	345
4Cr14Ni14W2Mo	53

同其它α+γ双相不锈钢一样，此钢也具有良好耐应力腐蚀性能，特别是在含Cl^-的水介质中，对由点蚀诱导的应力腐蚀，此钢的性能远较18-8、18-12（14 ）-Mo不锈钢优越。在25%NaCl+1% K₂Cr₂O₇ 和在45%CaCl₂ 溶液中的试验结果列入表5-48中。

虽然00Cr26Ni7Mo2Ti双相不锈钢经≥1200 ℃高温加热（或焊后）有现单相铁素体组织结构的倾向，但是由于钢中含稳定化元素Ti，故此钢并无产晶间腐蚀的危险。

表5-48 00Cr26Ni7Mo2Ti钢的耐应力腐蚀性能*

钢种	25%NaCl+1%K₂Cr₂O₇, 108℃,pH=5,U型样	45%CaCl₂,100℃ pH=5,恒应力试样，外加应力б=0.7б_0.2
00Cr26Ni7Mo2Ti	>1000	>3000
00Cr18Ni10	-	50-400
00Cr17Ni14Mo2	-	30-600
4Cr14Ni14W2Mo	120	-
00Cr15Ni6Nb	162	-

*断裂时间:h

（4）冷、热加工和热处理工艺及焊接性能

00Cr26Ni7Mo2Ti冷、热加工性良好。此钢最佳热加工温度为1000～1150℃。由于钢的晶粒尺寸对00Cr26Ni7Mo2Ti钢的抗拉强度和耐应力腐蚀性能有直接影响。因此，此钢需在950～1150 ℃双相区大变形量进行快速热变形以获得微细双相结构。

00Cr26Ni7Mo2Ti 的热处理工艺为: ～1080 ℃加热后快冷。此钢的焊接与00Cr26Ni6Ti钢相同。

(5)物理性能

00Cr26Ni7Mo2Ti钢的物理性能为：

密度ρ：7.7×10³kg/m³；

线膨胀系数α：20～30℃时，13.0×10^-6K^-1；

热导率λ：500℃时，22W/（m.K）；

弹性模量E:20℃时，18600～206000MPa。

9、00Cr22Ni5Mo3N

加图#

（1）化学成分

00Cr22Ni5Mo3N钢的化学成分见表5-49

表5-49 00Cr22Ni5Mo3N钢的化学成分，%

C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	N
≤0.03	≤1.0	≤2.0	≤0.03	≤0.02	21-23	5-6	2.75-3.25	0.12-0.20

与00Cr18Ni5Mo3Si2钢相，00Cr22Mi5Mo3N 钢中硅量较低是为了提高钢的焊接性；氮的加入，一方面为了移定奥氏体细化晶粒、提高强度，另一方面可显著提高钢的耐点蚀性。当钢中Cr_当量和Ni_当量恰当控制时，00Cr22Ni5Mo3N 钢的相比例约为50/50或40/60。

（1）力学性能

00Cr22Ni5Mo3N钢的力学性能见表5-50和图5-73。

表5-50 00Cr22Ni5Mo3N钢的室温力学性能

材料品种	бb MPa	б0.2 MPa	δ5 %	HV	冲击功，J
壁厚<12.7mm管材	666.4-882.0	≥490	≥25	≤30.5	≥150
锻件	666.4-882.0	≥450	≥25	≤30.5	≥120
1--2mm厚冷轧板	734-812.4	582-670	28-34	-
2--20mm厚热轧板	710.5-789.0	-	30-36	-

图5-73

（3）耐腐蚀性能

图5-74和图5-75为00Cr22Ni5Mo3N钢在H₂SO₄，甲酸中的等腐蚀图，表5-51示出该钢在一些介质中的耐蚀性。显然，其耐蚀性优于00Cr17Ni14Mo2，00Cr17Ni14Mo3和00Cr18Ni5Mo3Si2。

图5-74

图5-75

表5-51 00Cr22Ni5Mo3N钢的耐蚀性，mm/a

介质	浓度，%	温度，℃	00Cr25Ni5Mo3N	00Cr17Ni4Mo2	00Cr17Ni14Mo3
H₃PO₄	70	110	0.22	3.9	2.4
HNO₃	80	100	0.35	1.3	-
HCl	65.3	沸腾	0.13	0.25	0.21
甲酸	1.0	60	0.00	-	0.00
甲酸蒸汽	2.0	20	0.29	0.26	-
氯化铵饱和油	≤80	沸腾	完全耐蚀
脂肪酸	≤80	沸腾	基本上完全耐蚀
乳酸	≤52	室温-115℃	完全耐蚀
	≤50	80	完全耐蚀
	≤80	沸腾	完全耐蚀

试验表明（图5-76），即使经过1200～1300℃高温加热，此钢也没有呈现单相铁素体组织的危险。因此，在具有双相结构的情况下，即使此钢不含稳定化元素，其耐晶间腐蚀性仍然很好。

00Cr22Ni5Mo3N 钢耐点蚀性能优于00Cr18Ni10,00Cr17Ni14Mo2 和00Cr17Ni14Mo3。试验室内孔蚀试验结果见图5-77和图5-78。

图5-76

图5-77

图5-78

图5-79

00Cr22Ni5Mo3N 钢的耐氯化物应力腐蚀性能良好，即使在既有氯化物又有H₂S 的水溶液中，此钢的耐应力腐蚀性能也优于00Cr18Ni10，00Cr17Ni14Mo2和00Cr18Ni5Mo3Si2等钢种。图5-79、图5-80、图5-81和表5-52是试验结果。

表5-52 00Cr22NiMo3N钢的耐应力腐蚀性能

材料	断裂时间，h
材料	75%NaCl+1%K₂Cr₂O₇, 108℃,pH=5	40%CaCl₂,120℃ Ph=5	40%CaCl₂,100℃ pH=5
00Cr22NiMo3N	>1000	>500	>1000
00Cr18Ni10	93	213	47

图5-80

图5-81

00Cr22Ni5Mo3N钢的耐缝隙腐蚀性能与00Cr17Ni14Mo3钢相当或稍优。

（4）冷、热加工及热处理工艺和焊接性能

与前述00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢相比，00Cr22Ni5Mo3N 钢冷加工性能稍优（深冲性除外），而热加工性能稍差。此钢的热加工温度以1100～1150℃为宜，终止热加工温度需≥900～950℃。

00Cr22Ni5Mo3N钢的热处理工艺为1050～1100℃加热后快冷。在设备加工制造过程中，当冷加工变形量≥25%后，应进行中间热处理：975～1050℃加热后空冷或水冷。

此钢的焊接与00Cr18Ni5Mo3Si2钢相似。可采用钨极氩弧焊，金属极氩弧焊和手工电弧焊焊接。

（5）物理性能

00Cr22Ni5Mo3N钢的物理性能为：

密度ρ：7.8×10³kg/m³;

热导率λ：20℃时，19.0W（m.K）；

100℃时，19.0W/（m.K）；

200℃时，21.0W/（m.K）；

300℃时，23.0W（m.K）；

线膨胀系数α：20～100℃时，13.7×10^-6K^-1；

20～200℃，12×10^-6K^-1；

20～300℃时，17×10^-6K^-1；

10、00Cr25Ni6Mo3N

（1）化学成分

00Cr25Ni6Mo3N钢的化学成分见表5-53。

当Cr_当量和Ni_当量控制适当且热处理正确时，此钢的相比例α/γ约为60/40。

表5-53 00Cr25Ni6Mo3N钢的化学成分，%

C	Cr	Ni	Mo	N	Si	Mn	S	P
≤0.03	24-26	6-7	2.75-3.25	0.10-0.20	≤1.0	≤1.0	≤0.03	≤0.02

（2）力学性能

表5-54和图5-82示出该钢的力学性能。

图5-82

表5-54 00Cr25Ni6Mo3N钢的力学性能

бb,MPa

б0.2,MPa

δ,%

HRB

弯曲

R=2t,180°

αk,

10⁵J/m²

813.4

607.6

100

良

≥25

（3）耐腐蚀性能

00Cr25Ni6Mo3N钢的耐一般腐蚀和耐局部腐蚀性能见表5-55表5-56，表5-57，表5-58和图5-83。试验表明，00Cr25Ni6Mo3N双相钢不仅耐稀H₂SO₄，极稀（≤1% ）HCl以及耐H₃PO₄的性能优于00Cr17Ni14Mo2，而且此钢的耐点蚀、耐缝隙腐蚀、耐应力腐蚀的性能优于一般Cr-Ni奥氏体不锈钢。

表 5-55 00Cr25Ni6Mo3N钢的耐蚀性，mm/a

钢号	HCl(70℃)			H₂SO₄(40℃)			H₃PO₄(沸腾)		HNO₃(沸腾)
钢号	0.5%	1.0%	1.5%	20%	40%	80%	20%	40%	20%	40%
00Cr25Ni6Mo3N	≤0.1	≤0.1	≤0.1	≤0.1	≤0.1	≤0.1	≤0.10	≤0.10	≤0.10	≤0.10
00Cr17Ni14Mo2	耐蚀	≤1.0	≤1.0	≤1.0	≤1.0	≤1.0	≤1.0	≤1.0	≤0.10	≤1.0

表5-56 00Cr25Ni6Mo3N钢的耐点蚀性

材料	介质	温度，℃	时间，h	腐蚀率,g(m².h)
00Cr25Ni6Mo3N	5%FeCl₃＆#8226;6H₂O+ 0.05ml/l HCl	50	48	0.042
00Cr25Ni6Mo3N	5%FeCl₃＆#8226;6H₂O+ 0.05ml/l HCl	80	24	1.6266
00Cr17Ni14Mo2	5%FeCl₃·6H₂O+ 0.05ml/l HCl	50	48	8.4628
00Cr25Ni6Mo3N	3%NaCl+0.9%FeCl₃+ 20ml/l HAC	50	24	0.0691
00Cr17Ni14Mo2	同上	40	24	2.3780
00Cr26Ni6Mo3N	天然海水，扫描速度20mV/min	50	-	击穿电位900mV
00Cr17Ni14Mo2	同上	50	-	击穿电位1000mV

表5-57 00Cr25Ni6Mo3N钢的耐缝隙腐蚀性能

材料	介质	温度，℃	时间，h	失重，g
00Cr25Ni6Mo3N	10%FeCl₃,6H₂O	40	72	0.0520
00Cr17Ni14Mo2	10%FeCl₃,6H₂O	40	72	1.6206
00Cr25Ni6Mo3N	3%NaCl+0.025ml/LNa₂SO₄,通氧加活性炭	80	720	0.0072
00Cr17Ni14Mo2	3%NaCl+0.025ml/LNa₂SO₄,通氧加活性炭	80	720	0.2252

表5-58 00Cr25Ni6Mo3N钢的耐应力腐蚀性能

试验条件	试验结果
40% CaCl₂,100℃,U型样	>1000h,无SCC
25% NaCl+1%K₂Cr₂O₇,沸腾，U型样	>500h，无SCC

图5-83

（4）冷、热加工和热处理工艺及焊接性能

00Cr25Ni6Mo3N双相不锈钢的冷、热加工性较前述18-5型、22-5型双相不锈钢为差。00Cr25Ni6Mo3N钢合适的热加工温度为900～1100℃。此钢由于α相占60%，故其冷加工硬化特性与铁素体不锈钢相近。表5-59系00Cr25Ni6Mo3N 钢的冷成型试验结果。

此钢的热处理工艺为1050～1100℃加热后快冷。处理温度低时，由于б(χ)相的存在，将显著降低此钢的塑、韧性。

表5-59 00Cr25Ni6Mo3N钢的冷成型性

钢号	埃里克森值，mm （杯突试验）	突出高度，mm （液压鼓凸试验）
00Cr25Ni6Mo3N	9.94	30.0
0Cr18Ni9	13.35	41.9
1Cr17	8.85	28, .5

00Cr25Ni6Mo3N钢可焊性良好，焊接热裂倾向很小。可用钨极氩弧焊或手工电弧焊焊接。填充材料可用与母材同成分的焊丝或焊条。焊后焊接接头有足够的强度和良好的冷弯性能。但是，焊缝处的硬度较母材为高，而韧性较母材稍低。

（5）物理性能

00Cr25Ni6Mo3N钢的物理性能为：

密度ρ：7.8×10³Kg/m³；

热导率λ：20～500℃时，25W/（m.K）

线膨胀系数：200℃时，13.4×10^-6K^-1；

400℃时，12×10^-6K^-1；

弹性模量E:20℃时，196000MPa。

11、00Cr25Ni7Mo3WCuN

（1）化学成分

00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的化学成分见表5-60。

表5-60 00Cr25Ni6Mo3WCuN钢的化学成分，%

C	Cr	Mo	Ni	Si	Mn	N	W	Cu	Fe
≤0.03	24-26	2.75--3.25	6.2---7.0	≤0.8	≤1.0	0.10-0.20	-0.3%	-0.4%	基

（2）组织特点

此钢经适宜热处理后，钢中相比例α/γ≈1。经中温时效后，钢中有（Fe、 Cr ）₂ N,M₂₃C₆和б(χ)相析出，图5-84系此钢中温组织转变动力学曲线。这些相的析出，对此钢的韧性和耐蚀性有不利影响。

图5-84

（3）力学性能

00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的力学性能列入表5-61。此钢具有良好的室温和低温韧性（见图5-85），但是，由于中温加热，钢中碳、氮化物，特别是金属间相б(χ)的沉淀，导致此钢韧性的急剧恶化（图5-86），且以850 ℃附近加热最为显著。因此，此钢热加工过程和焊接过程中，应采取措施，防止在中温的停留。

表5-61 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的力学性能

试验温度，℃	бb,MPa	б0.2,MPa	δ5,%	ψ,%
室温	784		35	75
100	727	518	32.4	77.6
200	690	446	31.0	75.1
300	745	426	29.2	68.3

图5-85

图5-86

（4）耐腐蚀性能

表5-62列出了00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的耐的一般腐蚀性能；表5-63及表5-64 和图5-87为此钢耐点蚀、耐缝隙腐蚀和耐应力腐蚀的情况。需要指出，此钢经中温加热，其耐蚀性能可明显下降；经CuSO₄+H₂SO₄+铜屑法检查，此钢无晶间腐蚀倾向；在海水热交换器实际使用条件下，此钢的使用效果良好，结果见图5-88。

表5-62 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的耐蚀性

试验条件	腐蚀率，g/(m.h)
试验条件	00Cr25Ni7Mo3WCuN	00Cr25Ni6Mo2N	00Cr18Ni5MoSi2	316L
盐酸,1%,室温,100h	0	0	0	-
3%,室温,100h	0.380	3.930	3.240	0.915
5%,室温,100h	1.850	18.330	-	1.825
硫酸,5%,沸腾,100h	0.791	1.099	-	566 (317L)
20%,60℃,100h	0.002	0.021	65.875	12.10
硝酸,65%,沸腾,48h×3	0.117	0.119	0.530	-
醋酸,100%,沸腾,100h	0	0.001	0	0
甲酸，80%，沸腾,100h	0.606	0.443	1.270	0.470
60%甲酸+20%乙酸，+ 230ppmCl^-,沸腾,100h	0.903	1.602	3.200	2.710

表 5-63 00Cr25Ni7Mo3WCuN的耐点蚀性能

试验条件	腐蚀率, g/(m².h)		试验条件	腐蚀率,g/(m².h)
试验条件	本钢	316L*	试验条件	40℃	50℃	55℃
3%NaCl+1.5%FeCl₃+ 20mol/l HAC,50℃,24h	0.310	1.00	10%FeCl₃,· 6H₂O+0.5 mol HCl, 24h	0	0.0022	0.0072
2.3%NaCl+3.3%KCl,+ 23.3%MgCl₂,35℃,30d 流速,2m/s	0.001	0.004	24h

* 00Cr17Ni14Mo2

表5-64 00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的缝隙腐蚀试验结果

试验条件	失重,g
试验条件	00Cr25Ni7Mo3WCuN	316L*
10%FeCl₃·6H₂O,40℃,72h	0.12	1.62
2.3%NaCl+3.3%KCl+ 23.3%MgCl₂35℃,700h	1.00	3.90

* 00Cr17Ni14Mo2

5-87

图5-88

图5-89

（5）冷、热加工热处理工艺及焊接性能

根据热弯曲、热扭转和落锤试验等热塑性试验结果，此钢的热加工温度以1000～600℃为宜。此钢的冷加工无特殊困难，但同于钢的屈服强度高，冷加工硬化倾向大，因此，冷加工变形不仅需要较大的外力，而且还需要中间固溶处理。图5-89系钢的冷加工变形硬化曲线。

为了获得适宜相比例和良好的综合性能，00Cr25Ni7Mo3WCuN 钢的热处理工艺为：1050～1100℃加热后急冷。

00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的焊接性能良好。根据试验结果推荐用25:11高镍双相不锈钢焊条和00Cr25Ni7Mo3WCuN钢丝做为氩弧焊时的填充丝。焊接工艺和注意事项与其它相似双相钢相同。

（6）物理性能

00Cr25Ni7Mo3WCuN钢的物理性能为：

密度ρ：7.8×10³Kg/m³；

热导率λ：20～500℃时，25W/（m.℃）；

线膨胀系数α：20～200℃时，11.5×10^-6K^-1；

20～400℃时，12.7×10^-6K^-1；

弹性模量E：20℃时，227800MPa；

比电阻ρ：75×10^-8Ωm

12、0Cr25Ni6Mo3CuN

（1）化学成分

0Cr25Ni6Mo3CuN 钢的化学成分见表5-65 。此钢相当于国外牌号Ferralium255。化学成分的控制以获得相比例α:γ≈1为宜。

表5-65 0Cr25Ni6Mo3CuN钢的化学成分，%

C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Cu	N	S	P
≤0.04	≤1.0	≤1.5	24-27	5-6.5	2.9-1.9	1.5-2.5	1.10-0.25	≤0.03	≤0.04

（2）力学性能

表5-66列出了0Cr25Ni6Mo3CuN钢的力学性能。

表5-66 0Cr25Ni6Mo3CuN钢的力学性能

材料尺寸	温度	状态	力学性能
材料尺寸	温度	状态	бb,Mpa	б0.2,MPa	δ,%	Ak,J	HRC
薄板0.71-0.21m/m	室温	固溶处理	896	690	24	≥100	26
薄板2.4-3.6m/m	同上	同上	931	758	20		28
板材8-50.8m/m	同上	同上	896	690	27		27
棒材φ12.7-101.6m/m	同上	同上	827	655	30		24
棒材φ12.7-101.6m/m	93℃	同上	790	616	30
板材12.7-31.8m/m	204℃	同上	756	651	30
板材12.7-31.8m/m	316℃	同上	731	527	31

（3）耐腐蚀性能

0Cr25Ni6Mo3CuN钢中含有比较高的Cr,Mo,N等元素，故钢的耐点蚀，耐缝隙腐蚀性能显著优于一般18-8 Cr-Ni奥氏体不锈钢和18-14-2,18-14-3 Cr-Ni-Mo 奥氏体不锈钢；由于具有α+γ双相结构且耐点蚀性优良，因而此钢耐氯化物应力腐蚀，耐腐蚀疲劳性能亦优于常用Cr-Ni奥氏体不锈钢；由于此钢优良的本质耐蚀性，时效后较高的硬度和α+γ双相结构，故耐磨蚀性也优于Cr-Ni奥氏体不锈钢，高铬铁素体不锈钢和非沉淀硬化型的α+γ双相不锈钢。耐蚀性的部分试验结果见表5-67。

表5-67 0Cr25Ni6Mo3CuN钢的耐蚀性*

介质条件	耐蚀性	钢种牌号
介质条件	耐蚀性	0Cr25Ni6Mo3CuN	316L	317L	20合金	H-G
10%H₂SO₄,沸腾	一般腐蚀, mm/a	0.76	30.5	-	3.3	0.55
含38%P₂O₅的工业H₃PO₄,85℃	一般腐蚀, mm/a	无腐蚀	0.13	-	0.05	无腐蚀
4%NaCl+0.1% Fe₂(SO₄)₃+0.01M HCl,	临界点蚀温度，℃	50	20	-	55	75
10%FeCl₃.6H₂O, 室温，试验10天	缝隙腐蚀深度mm	无	1.9	2.0	1.9
天然海水，25℃，试验30天	缝隙腐蚀深度mm	0.05-0.9	0.2-- 0.9	-	0.4-- 0.5	0.07
4%NaCl+1% H₃PO₄,沸腾,U型样	应力腐蚀， h	无应力腐蚀	有应力腐蚀	-	无应力腐蚀	无应力腐蚀
70%NaOH,饱和	应力腐蚀	无	200h	1031h
NaCl,177℃	h	无	648h	1031h
1500ppm,Cl^-, 101℃wick试验	应力腐蚀	无	有	-	无	无

* 316L-00Cr17Ni14Mo2；317L-00Cr17Ni14Mo3；20合金-00Cr20Ni29Mo2Cu

H-G-0Cr22Ni55Mo6.5Cu2

（4）冷、热加工及热处理

0Cr25Ni6Mo3CuN钢的冷、热加工性能良好，与一般α+γ双相不锈钢基本相同。但由于含铜，故热加工性较不含铜者稍差。此钢可在1038℃加热后快冷进行固溶处理，对于要求耐磨蚀的用途，也可在固溶处理后再经时效处理。研究表明，此钢若经538～982℃加热处理，会有富铬的M₂₃C₆型碳化物、M₂N型氮化物以及б相，富铜相等的析出；若经～475℃加热处理，还会有475℃脆性出现。因此，时效处理时，尽量避开～475℃，而且长期使用温度要在260℃以下。

（5）焊接性能

0Cr25Ni6Mo3CuN钢与一般α+γ双相不锈钢没有显著差别，可采用TIG 和MIG方法进行焊接。当与碳钢相联结时，可采用本钢种焊丝（条）；当与00Cr17Ni14Mo2钢相联结时，可采用本钢种和00Cr17Ni14Mo2钢焊丝（条）；当与高镍合金相联接时，可采作HastelloyC-276，HastelloyG-3焊丝进行焊接。

(6)物理性能

密度：（g/cm²）7.8；

弹性模量（MPa×10³）：210；

导热系数（W/m.C）：13. 5；

线胀系数（×10^-6/℃）：（20～100℃）12.3。

5.2、铬镍双相不锈钢的基本组织形态

Cr-Ni双相不锈钢系指钢中以Cr,Ni为主要合金化元素的α+γ双相不锈钢。

图5-2

图5-2系Fe-Cr-Ni合金的状态图。图中指出了随合金中Cr-Ni量的增加，γ（奥氏体）区和γ/α+γ（α-铁素体）相区的变化情况。从图中可以看出，当Fe量为50%,60%时,α/α+γ相界不发生弯曲，Fe-Cr-Ni 三元纯奥氏体合金可在所有温度下保持稳定的γ组织，当合金中Fe量为70%，80%，90%时，γ/α+γ相界发生弯曲，向γ区缩小的方向移动。1000℃时，靠近γ/α+γ相界附近的纯奥氏体钢有可能出现某些铁素体。随α+γ相区范围扩大，人们就可获得α+γ双相不锈钢，而钢中所含的Cr，Ni 总量又使此类钢具有良好的耐蚀性等性能。当Fe量达90%时，由于γ区的扩大，可使Fe-Cr-Ni合金中高温铁素体与低温铁素体区分割开来。高温铁素体常常以δ来代表，而低温铁素体则以α来表示。含Fe70%左右的不锈钢是由平衡的α+γ双相所组成，而我们所说α+γ双相不锈钢与一些纯铁素体不锈钢和纯奥氏体不锈钢不同，在α+γ双相不锈钢的加热与冷却过程中，除α、γ两相数量的变化外，还会产生组织转变，从而出现二次奥氏体(γ₂)，碳化物和氮化物以及金属间相，例如б相、χ相、R相等等。它们对α+γ双相不锈钢的性能常常具有重要的影响。

α+γ双相不锈钢中的组织转变有两个特点需要注意。一是由于铁素体的晶体点阵密排度较低，因此合金元素在铁素体中的扩散速率要比在奥氏体中大得多，例如在700℃附近，铬元素在铁素体中的扩散速度比在奥氏体中约大100倍；二是双相不锈钢中α和γ两相的化学成分存在着很大差异，铁素体中富Cr，Mo 等铁素体形成元素，这就有利于富集这些元素的金属间相，例如б相、χ相等在铁素体内的局部形核。根据这两个特点，较低温度下加热、冷却过程中的组织变化主要系在铁素体相中进行，而奥氏体相中基本不发生变化。同时，双相不锈钢中的析出反应要比纯奥氏体或纯铁素体不锈钢中快得多。

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