双相不锈钢的两种发展类型和应用

双相不锈钢的优点在于耐腐蚀性能非常优秀，特别是耐局部腐蚀能力。另外其强度相当于奥氏体不锈钢的两倍，韧性也非常不错，不仅用于传统的造纸和化工等加工工业领域的设备，还被用在重要的公用工程领域，比如桥梁和公路建设等。下面就从材料和应用两个方面介绍双相不锈钢的发展趋势。

双相不锈钢

经济型双相不锈钢

国外开发的较成熟经济型双相不锈钢有三种，其一牌号是UNSS32001，是一种不易产生δ相的新钢种，已应用在深海管道缆和汽车框架方面。其二牌号是UNSS32101，可以用于中等腐蚀环境，比如造纸厂的白液罐等，潜在用途非常广，近年来该钢种特别重视用于基础结构，已经成功用于桥梁等的建设。这两个钢种都是以锰、氮代替镍，降低镍与铬含量，它们的耐腐蚀性能和304LH相当，由于不含钼，所以价格便宜，不过不适宜用于临海的结构。第三种牌号是UNSS32003，其内部镍含量是3.5%，高于前两种不锈钢，并且还含有1.7%钼，可用于深度达1200m的海底输送无硫或轻度含硫油气的高压管道系统。

超级和特超级双相不锈钢

瑞典开发的SAF2507钢是超级双相不锈钢中使用最广泛的钢种，已纳入多国的标准，其金相组织间的平衡性较好，在同类不锈钢种中生产工艺也更易被掌握，特别是在高氯化物的环境中拥有非常优秀的耐局部腐蚀性能，经常用来制作海水热交换器、海底油田的管道缆、海水淡化、烟气脱硫等装置。英国开发了含W和Cu的Zeron100钢，利用该钢种良好的耐磨损耐腐蚀性能早已成功地用于海水喷射泵、提升泵等。

从技术角度来看，海上工业是使用超级双相不锈钢最具价值的领域，不过是为了适应目前改善的油气回采方法的井口控制系统对更高耐蚀性的要求以及深海海底临时管道和管道缆的需求，现有的双相不锈钢种在强度和耐腐蚀性上已显不足，瑞典Sandvik公司新设计了系列特超级双相不锈钢SAF2906、SAF2707HD、SAF3207HD等具有强度达到1000MPa的超高强度和优异耐蚀性的钢种。

另外美国Langley Alloys公司开发的控制硫含量达0.001%，加铜的Ferralium 225-SD50钢，不仅提高了其在海水中耐点蚀和缝隙腐蚀性能，它的强度也要比其他超级双相不锈钢高出10%。

应用的推广和扩大

双相不锈钢的应用领域越来越广泛，传统上是通过它优秀的耐局部腐蚀性能，特别是耐应力腐蚀性能当作耐腐蚀功能材料的应用。现在从其强度着眼，双相不锈钢作为现代结构材料的应用值得重视。

深海油田

因为对油气需求的增长，驱动开采更深和更远的海底油田，这也快速增加了深海油井的使用。主采油平台实施了标准化的管道缆束的运转，以便从油井环形通路上提供水源、电源、减压以及井上通讯。此外，为了保证油的流动性，在许多深海回接管内要求注射化学药剂，为了增产，还要通过管道缆进行油井酸化。管道缆已成为海底开采系统的生命线。面临深海暴露环境，意味着需对管道缆提出高力学性能，抗内部和外部腐蚀，抗应力腐蚀破裂等的要求。深海管道缆首选材料应是超级和特超级双相不锈钢，但是由于价格和制造方面的问题，又开发出了镀锌的19D双相不锈钢(ZCLDSS)，其管道缆的设计寿命为20年，目前已在推广应用。另外，经济型低镍AL 2003钢于2006年也已用于东马来西亚油田深度超过1200m的海底输油管线。加铜的Ferralium225-SD50双相不锈钢已成为7000m深海底放置设备和电缆的容器材料，而且被开发用作极精确的海底定位仪和可控深海声学释放应答器的压力外壳和承载部件(7000m海深相当700大气压，HI2.5吨载荷)。瑞典Sandvik新开发的SAF 2906和SAF3207特超级双相不锈钢更具有超高强度和耐蚀性，最高工作温度分别达到60和90℃。

化学品船

利用双相不锈钢强度的典型之一是化学品船的波壁状液货舱。国内湖北青山船厂在2002年就是使用Arcelor公司生产的UNSS3I803(2205)波壁板为比利时船东建造了第一艘18500吨级的化学品船液货舱，并且陆续又建造其他多艘。2007年太钢首次将国产2205双相不锈钢提供川东造船厂制造化学品船液货舱9000吨级(使用2205约600吨)、5500吨级及3750吨级，至今已供16艘船用中板并仍在陆续签订合同供货。22-09焊条也由国内提供，但焊丝仍需进口。这是一项很大的突破，中国船级社也已将2205(S32205)、2507(S32750)和含铜的2506(S32550)三钢种纳入了人级规范。

建筑结构

首先是应用作桥梁与混凝土钢筋，世界上约有十余座桥梁使用了双相不锈钢，多是步行桥。如最早的英国的York桥和瑞典的Aparte桥都是使用了2205钢，近年来，挪威新建的桥和意大利的Rffolo桥，已使用了经济型2101钢。后来双相不锈钢也开始用于公路桥，尤其在那些对氯化物诱导腐蚀敏感的结构。

纽约的Brooklyn大桥使用了2205钢筋，该钢的高强度和较高的伸长率赋予了它优良的抗疲劳性能，寿命比普通钢筋高2倍以上。我国香港的昂船洲大桥，使用约2000吨2205钢板制造桥塔上部的外表面结构，预计寿命120年免于维修。香港至深圳跨海湾长3.2公里的高速公路通道大桥，约有1250吨2205和316用作高速路钢筋。此外，武汉天兴洲大桥为公、铁路两用斜拉桥，使用太钢产的2205 10-20mm板20吨，切短，焊成角钢，用作衔接桥墩与斜拉钢筋的组件。

其次是应用在建筑设施，西班牙巴塞罗那使用了500吨4mm厚的2101建造了面粉储仓。美国将亚光表面加工的AL 2003薄板1500吨用于建造世界上最大的不锈钢屋顶(卡塔尔多哈国际机场屋顶)，印度由Outokumpu公司提供了200吨表面电解抛光的2101双相不锈钢板，制成Ф25mm、Ф38mm、Ф50mm三种规格20公里长的焊管，将用于孟买街道过街天桥的扶手。