4双相不锈钢超塑性
双相不锈钢基本特性
第一类属低合金型，代表牌号UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N），钢中不含钼，PREN值为24-25，在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用。
第二类属中合金型，代表牌号是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN值为32-33，其耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间。
第三类属高合金型，一般含25%Cr，还含有钼和氮，有的还含有铜和钨，标准牌号UNSS32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N），PREN值为38-39，这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的双相不锈钢。
第四类属超级双相不锈钢型，含高钼和氮，标准牌号UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,有的也含钨和铜,PREN值大于40,可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐蚀与力学综合性能，可与超级奥氏体不锈钢相媲美。
国内外主要双相不锈钢牌号的近似对照见表2。
表1 双相不锈钢（DSS）代表牌号的主要化学成分和孔蚀抗力当量值Representative Duplex Stainless Steel Types,MainChemical Analysis and Pitting Resistance Equivalent Number总结总结总结表2 各国主要双相不锈钢牌号的近似对照parison of Main Duplex Stainless Steels Of Different Countries总结总结工业事业部五分厂2008年8月5日总结总结总结总结总结总结总结总结总结双相不锈钢是指不锈钢中同时具有奥氏体和铁素体两种金相组织结构的不锈钢。
不锈钢一般是不锈钢和耐酸钢的总称。
不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢，而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。
不锈钢自本世纪初问世，到现在已有90多年的历史。
不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就，不锈钢的发展为现代工业的发展和科技进步奠定了重要的物质技术基础。
浅谈双相不锈钢S31803的焊接试验
浅谈双相不锈钢S31803的焊接试验摘要：本文分析了双相不锈钢的焊接性，试验了解双相不锈钢S31803的焊接特点，确定双相不锈钢S31803的焊接工艺。
关键词：双相不锈钢焊接接头冷却速度1 前言双相不锈钢是指不锈钢中既有奥氏体组织又有铁素体组织（铁素体与奥氏体各约占50%，较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢），与铁素体相比，塑性、韧性更高，无常温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显的提高。
双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
双相不锈钢可应用于石油化工设备、海水与废水处理设备、输油输气管线、造纸机械等工业领域，近年来也被研究用于桥梁承重结构领域，具有很好的发展前景。
2013年，翔鹭石化（漳州）有限公司精对苯二甲酸（PTA）二期项目主工艺装置安装工程中首次焊接双相不锈钢管道，该双相不锈钢的牌号为S31803。
施工前，为保证S31803的焊接质量，充分了解S31803的性能特点，对S31803进行了大量的焊接试验，通过试验，了解和掌握了该不锈钢的焊接特点，在此将予以论述。
2 简介S31803双相不锈钢，它是一种含氮的超低碳不锈钢，与第一代双相不锈钢相比，C含量降低了，Mo的含量提高了，同时加入了奥氏体形成元素N,N元素可以促使双相不锈钢焊接接头中单相铁素体在冷却过程中会形成适量的奥氏体，使焊接接头的铁素体组织与奥氏体组织的比例趋于平衡，这样既可改善双相不锈钢焊接热影响区的塑性和韧性，又确保了双相不锈钢的抗应力腐蚀，点蚀的能力。
S31803双相不锈钢中铁素体含量一般在 40%～50%之间，其余组织为奥氏体。
S31803双相不锈钢的化学成分及力学性能见表1为了保证焊接质量，控制焊接接头热影响区的组织和性能，我们采用非熔化极惰性气体保护焊丝打底，电弧焊填充盖面进行S31803的焊接。
双相不锈钢基本特性
第一类属低合金型，代表牌号UNS S32304（），钢中不含钼，PREN值为24-25，在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用。
第二类属中合金型，代表牌号是UNS S31803（）,PREN值为32-33，其耐蚀性能介于AISI 316L 和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间。
第三类属高合金型，一般含25%Cr，还含有钼和氮，有的还含有铜和钨，标准牌号UNSS32550（），PREN值为38-39，这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的双相不锈钢。
第四类属超级双相不锈钢型，含高钼和氮，标准牌号UNS S32750（）,有的也含钨和铜,PREN 值大于40,可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐蚀与力学综合性能，可与超级奥氏体不锈钢相媲美。
国内外主要双相不锈钢牌号的近似对照见表2。
表1 双相不锈钢（DSS）代表牌号的主要化学成分和孔蚀抗力当量值Representative Duplex Stainless Steel Types,MainChemical Analysis and Pitting Resistance Equivalent Number表2 各国主要双相不锈钢牌号的近似对照Comparison of Main Duplex Stainless Steels Of Different Countries工业事业部五分厂2008年8月5日双相不锈钢是指不锈钢中同时具有奥氏体和铁素体两种金相组织结构的不锈钢。
不锈钢一般是不锈钢和耐酸钢的总称。
不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢，而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。
不锈钢自本世纪初问世，到现在已有90多年的历史。
不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就，不锈钢的发展为现代工业的发展和科技进步奠定了重要的物质技术基础。
不锈钢钢种很多，性能各异，它在发展过程中逐步形成了几大类。
按组织结构分，分为马氏不锈钢（包括沉淀硬化不锈钢）、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体加铁素体双相不锈钢等四大类；按钢中的主要化学成分或钢中的一些特征元素来分类，分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等；按钢的性能特点和用途分类，分为耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强不锈钢等；按钢的功能特点分类，分为低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢、超塑性不锈钢等。
2205双相不锈钢固溶处理工艺研究
2205双相不锈钢固溶处理工艺研究伍曦耘【摘要】2205 duplex stainless steel was solid solution treated at different temperature between 910～1 300℃ heating for 40 min, then by water cooling or air cooling. The microstructure was observed by a metallographic microscope and α phase content and the hardness were tested, as well as the corrosion resistance was analyzed. The results showed that α phase rising in content gradually with the solid solution temperature increasing. We suggested that the optimized technology was heated at 1 070℃ for 40 min by water cooling.%2205双相不锈钢在910～1 300℃不同的温度保温40 min后,分别进行空冷或水冷固溶处理.用金相显微镜观察了2205双相不锈钢的显微组织,测定了组织α相的含量和显微硬度.结果表明:随着固溶处理温度的升高,α相含量逐渐升高.建议2205双相不锈钢的固溶处理工艺为固溶温度1 070℃,保温40 min,水冷.【期刊名称】《大型铸锻件》【年(卷),期】2009(000)004【总页数】4页(P16-18,21)【关键词】双相不锈钢;固溶处理;α相;γ相【作者】伍曦耘【作者单位】四川省轻工工程学校,四川643010【正文语种】中文【中图分类】TG156.942205双相不锈钢是一种典型的含N、Mo，超低碳，铁素体+奥氏体双相不锈钢。
22052507超级双相不锈钢性能规范.doc
编制：韩振猛审核：2205、2507双相不锈钢性能规范双相不锈钢（Duplex Stainless Steel ，简称DSS ），指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。
在含C 较低的情况下，Cr 含量在18%~28%，Ni 含量在3%~10%。
有些钢还含有Mo 、Cu 、Nb 、Ti 、N 等合金元素。
该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。
双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
一、SAF2205、SAF2507双相不锈钢各国牌号对照表及常用标准表1.0二、化学成分表2.0 化学成分钢号 C ≤ Mn ≤ Si ≤ S ≤ P ≤ Cr Ni Mo Cu ≤ N SAF2507 0.03 1.2 0.80 0.02 0.035 24.0/26.0 6.0/8.0 3.0/5.0 0.50.24/0.32 SAF22050.032.01.00.020.0321.0/23.04.5/6.52.5/3.50.08/0.2 三、力学性能SAF2507、SAF2205的力学性能，低温冲击性能，高温拉伸性能见表3.0、表4.0、表5.0。
类别国家材料牌号材料标准国标美标SAF2507 超级 双相钢中国00Cr25Ni7Mo4N管材：GB 13296-91、GB/T 14976-2002、GB/T 14975-2002棒材：GB 1220-2007板材：GB/T 3280-2007管材：ASTM A789、ASTM A790、ASTM A1016、ASTM A999、ASTM A928棒材：ASTM A276、ASTM A479、ASTM A484板材：ASTM A240/A240M-05美国 UNS S32750 瑞典 SAF2507 德国 W.Nr.1.4410 SAF2205 双相钢 中国00Cr22Ni5Mo3N美国 UNS 31803/S32205 瑞典 SAF2205 德国 W.Nr.1.4462编制：韩振猛审核：表3.0 在68 ºF 的力学性能表4.0 低温冲击性能温度ºF 室温 32 -4 -40 -76 -112 -148 -320 SAF2507 冲击能 ft ·lbf162 162 155 140 110 44 30 7 SAF2205表5.0 高温拉伸性能SAF2507 SAF2205 温度/ºF68 212 392 572 122 212 392 572 0.2%残余变形的屈服强度/ksi 78 70 58 55 60 52 45 41 1%残余变形的屈服强度/ksi 91 77 65 61 - - - - 极限抗拉强度/ksi 113101949496908381 四、热处理 1.交货前热处理要求表6.0 交货前热处理要求牌号 温度 淬火SAF2205 1020/℃-1100/℃ 在空气或水中迅速冷却 SAF25071025/℃-1125/℃在空气或水中迅速冷却2.热加工双相不锈钢应在（1875-2050）ºF 之间的温度下进行热加工。
双相不锈钢特殊焊接工艺及无损检测要求
双相不锈钢特殊焊接工艺及无损检测要求摘要：随着社会经济的稳步增长和现代科技的快速进步，我国工业行业得以快速发展，整体生产工艺水平得到大幅度提升。
双相不锈钢是属于当前电厂以及工业制造业当中应用的一种材料，其本身有着良好的焊接性和力学性能，可适用于多项服役环境。
双相不锈钢特殊焊接要求较高，尤其特殊焊接工艺与无损检测方面较为明显。
本篇文章主要针对双相不锈钢特殊焊接工艺及无损检测相关要求作出简要的讨论，首先介绍双相不锈钢的产生和具体焊接性，再阐述双相不锈钢特殊焊接工艺相关要求以及无损检测相关要点，以期能够为现场焊接施工质量的提升提供一点参考。
关键词：双相不锈钢；特殊焊接工艺；无损检测目前来讲，我国科技的快速发展下，对于各项资源与能源的利用率也不断提升，尤其在各项资源材料的加工和应用方面的整体工艺水平进步速度较快。
双相不锈钢在化学工业、电力行业以及石油天然气等行业当中的应用相对较为广泛，在实际应用当中，针对双相不锈钢的焊接需要重点考虑多方面因素，无论在材料的选择还是工艺技术应用等多项环节当中都需要注重工艺操作的规范性和各项要点的质量控制，如此方能够保证双相不锈钢的焊接质量，提高材料与能源的利用率，这就需要相关技术人员能够全面掌握双相不锈钢特殊焊接工艺的各项要点和操作步骤，完成加工后还要仔细进行无损检测，针对其各项特殊要求进行全面分析，如此才能够确保双相不锈钢的加工质量，发挥双相不锈钢的优势特点。
1.关于双相不锈钢双相不锈钢主要是组织当中铁素体、奥氏体含量约各占50%，其中量少相的含量也需要满足30%以上的不锈钢。
如果含C量相对较低，则Cr含量应维持在18%-28%的含量，Ni需维持在3%-10%。
此外，双相不锈钢具有奥氏体铁素体不锈钢的性能优势，其韧性相比铁素体相要高，且无室温脆性，所以，可以用于厚板。
另外，还具备良好的耐晶间腐蚀性能和焊接性能，同时还具备铁素体不锈钢较高的导热系数与475摄氏度脆性、超塑性等等。
奥氏体、马氏体、铁素体、双相不锈钢的区别简介
不锈钢简介：不锈钢通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一局部不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性〔耐蚀性〕。
不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其外表上富铬氧化膜〔钝化膜〕的形成。
这种不锈性和耐蚀性是相对的。
试验说明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量到达一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。
不锈钢的分类方法很多。
按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，根本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分那么有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。
由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度围的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。
不锈钢牌号分组200 系列—铬-镍-锰奥氏体不锈钢300 系列—铬-镍奥氏体不锈钢型号301—延展性好，用于成型产品。
也可通过机械加工使其迅速硬化。
焊接性好。
抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
型号302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。
型号303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
型号304—通用型号；即18/8不锈钢。
GB牌号为0Cr18Ni9。
型号309—较之304有更好的耐温性。
型号316—继304之後，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。
由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢〞来使用。
SS316那么通常用于核燃料回收装置。
18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。
[1]型号321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。
变形温度对00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢组织及超塑性影响
第３ ４卷 第 １ １ 期
２ ０ １ ３年 １ １ 月
兵
工
学
报
Ｖｏ １ ． ３ ４ ＮＯ． １ １
ＮＯ Ｖ． ２０１ ３
ＡＣＴ Ａ ＡＲＭ ＡＭＥＮＴＡＲＩ Ｉ
变 形温 度 对 ０ ０ Ｃ ｒ ２ ２ Ｎ ｉ ５ Ｍ０ ３ Ｎ双 相不 锈钢 组织 及 超 塑 性影 响
ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ ． １ ０ ９ ３ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ １ ６
Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｄｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｍ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｕｒ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ａ ｎｄ
304钢也会有磁性有没磁性不能判断不锈钢的优劣
一、304 钢也会有没有磁性不能判断不锈钢的优劣人们常以为磁铁吸附不锈钢材，验证其优劣和真伪，不吸无磁，认为是好的，货真价实；吸者有磁性，则认为是冒牌假货。
其实，这是一种极其片面的、不切实的错误的辨别方法。
不锈钢的种类繁多，常温下按组织结构可分为几类：1、奥氏体型：如304、321、316、310 等；2、马氏体或铁素体型：如430、420、410 等；奥氏体型是无磁或弱磁性，马氏体或铁素体是有磁性的。
通常用作装饰管板的不锈钢多数是奥氏体型的304 材质，一般来讲是无磁或弱磁的，但因冶炼造成化学成分波动或加工状态不同也可能出现磁性，但这不能认为是冒牌或不合格，这是什么原因呢？上面提到奥氏体是无磁或弱磁性，而马氏体或铁素体是带磁性的，由于冶炼时成分偏析或热处理不当，会造成奥氏体304 不锈钢中少量马氏体或铁素体组织。
这样，304 不锈钢中就会带有微弱的磁性。
另外，304 不锈钢经过冷加工，组织结构也会向马氏体转化，冷加工变形度越大，马氏体转化越多，钢的磁性也越大。
如同一批号的钢带，生产①76管，无明显磁感，生产①9.5管。
因泠弯变形较大磁感就明显一些，生产方矩形管因变形量比圆管大，特别是折角部分，变形更激烈磁性更明显。
要想完全消除上述原因造成的304 钢的磁性，可通过高温固溶处理开恢复稳定奥氏体组织，从而消去磁性。
的不锈钢，如430、碳钢的磁性完全不是同一级别的，也就是说304钢的磁性始终显示的是弱磁性。
特别要提出的是，因上面原因造成的304不锈钢的磁性，与其他材质这就告诉我们，如果不锈钢带弱磁性或完全不带磁性，应判别为304或316材质；如果与碳钢的磁性一样，显示出强磁性，因判别为不是304材质。
二、国内市场201不锈钢性能分析国内市场“ 201”义销售的产品，基本上都是J4。
最近，在市场上采购了国内最大的五个生产“ 200系列不锈钢企业生产的以“ 201 ”义销售板材的样品，送到钢铁研究总院进行化学成分检验和点蚀性能检验，并与宝钢、太钢生产的409L、Cr13、439L、304进行了对比。
1.4474双相不锈钢成分
1.4474双相不锈钢成分
答：1.4474双相不锈钢的成分通常包括铬、镍、钼和氮。
具体来说，它的铬含量约为22%，镍含量为5-8%，钼含量为适量，氮含量也可能
有一定比例。
这些元素的含量可能会因具体等级或合金的不同而有所
差异。
这种不锈钢的特点是兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素
体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能
均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐
氯化物应力腐蚀有明显提高。
它也是一种节镍不锈钢。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
-1
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 750 800 850
2×10-3s-1
5×10-3s-1
/s-1
900 950 ◆超塑性材料的特点是在低应力下显示 出巨大的超塑性。利用高压、高速或者 超声波的叠加也可能增大塑性。
1.2 超塑性的分类
◆微细晶粒超塑性 ◆相变超塑性 ◆其它超塑性
（1）微细晶粒超塑性
（恒温超塑性、结构超塑性） ◇组织细小 ◇变形温度 ◇应变速率
（2）相变超塑性
T
相变温度
σ t
σ
渗碳深度 （mm） 0.57 1.75 4.5
原时间 2小时 10小时 100小时
现时间 28秒 85秒 320秒
◆尤其是美国学者Underwood、Davies分 别在1962年、1970年就这一学科做了详细 评述之后，超塑性这一术语目前已成为冶 金学的专门词汇。 ◆目前，在国内外学者的共同努力下，超 塑性材料及其成形技术的研究已经取得了 重要的进展。
◆几十年来对金属超塑性进行了大量研究
纺纱槽筒 腹鳍
火箭发动机部件
晶内滑移
属于常规变形速度区域。
蠕 变
10-4
10-3
10-2
1.4 超塑性的发展
◆金属及合金超塑性的发现应归功于皮尔逊 （Pearson）的工作，他在1934年研究Pb-Sn和 Bi-Sn合金的某些力学性质时，观察到其近乎无 颈缩的延伸率达2000%。 ◆至于通常所说的“超塑性”是1945年由前苏 联学者包赤瓦尔（Боивор）等人首次引入的， 随后又得到了前苏联学者的沿用
◆日本NAS- Murdock公司采用这种双相不锈 钢超塑性材料成功地制造出了波音737客机用 盥洗盆。该产品长1100mm，宽350mm深270mm， 是目前最大的不锈钢超塑成形制品，代表了 不锈钢超塑性成形的最高水平。 ◆ 1988年前原与 小沟又对双相不锈 钢超塑性材料的扩 散连接进行了研究。
钛合金
双相不锈钢
双相不锈钢的特点与应用
双相不锈钢不仅受到世界各国材料和制造学者的高度
重视，更重要的是已经成为我国国民经济、国防建设的重 近年来，海洋经济越来越受到重视，海洋开发机械、船舶、桥梁
和沿海城市建设凸显出重要地位，所用结构材料均对耐氯化物应力腐 要支撑，特别是近年来，东、南海主权等问题，对我国的 蚀性能提出了特殊要求，从而使双相不锈钢材料得到了广泛的重视
◆超塑性在Ni基、Ti基、Fe基和Al基合金中 得到了应用； ◆在结构陶瓷（如Y2O3稳定的ZrO2）、功 能陶瓷（如羟基磷灰石）、陶瓷复合材料 （如Al2O3增强的Y2O3+ZrO2，SiC增强的 Si3N4,Fe3C/Fe等）、金属间化合物（如硅镍 化合物，镍铝化合物，钛铝化合物等）和金 属基复合材料中也都发现了超塑性。
发动机叶片
飞机舱门
火箭部件
气压成形 钛合金板材
1.5典型的研究成果
（1）美国开发出了钛合金超塑成形和超塑成 形/扩散连接新技术，此项技术对于航空结构 加工生产是一次具有划时代意义的技术革命。
(a)单层板 SPF/DB 工艺
(b)单层板 SPF/DB 工艺 (c)单层板 SPF/DB 工艺 图 2.17 SPF/成形方式
◆ 1999年，韩国高科技学院材料科学和工
程部的Young S. Han和Soon H. Hong又 对双相不锈钢在850℃的低温区的超塑性 进行了研究：δ=700%（3.2×10-3/s） ◆ 2001年，巴西D. Pulino-Sagradi, R.E. Medrano and A. M. M. Nazar的研究成果 δ=900% （960℃，8×10-4/s）
100 90 80 70
ζ / MPa
60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 △L/ mm 60 80
◆良好的流动性 ◆复制性
◆晶界滑移变形的比例大幅度提高
晶界滑移
104 / s
101 / s 104 / s 101 / s
属于蠕变速度区域； 超塑性的速度区
2.4典型的双相不锈钢材料
典型双相不锈钢化学成分表（wt%）
钢种 SAF2205 SAF2507 SAF2906 SAF3207 C
≤
Si
≤
Mn
≤
S
≤
P
≤
Cr 21.5~23 24~26 29.0 32
◆双相不锈钢具有以下优点：
（1）含钼双相不锈钢在低应力下具有良好的耐氯 化物应力腐蚀性能。 （2）含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙孔蚀 性能超过了奥氏体不锈钢。 （3）具有良好的耐腐蚀疲劳和耐磨损腐蚀性能。 （4）综合力学性能好。有较好的强度和疲劳强度， 屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的两倍。 （5）具有良好的超塑性性能。 （6）双相不锈钢的超塑性成形性能优于钛合金、 铝合金和镁合金等。
四、双相不锈钢超塑性
1、 超塑性概述 2、双相不锈钢材料 3、双相不锈钢的超塑性 4、双相不锈钢超塑性成形/扩散 连接技术 5、展望
1、 超塑性概述
1.1超塑性
材料在特定条件下呈现出异常塑性的 现象。 均匀延伸率： ◆有色金属： δ≥200%； ◆可锻造的黑色金属： δ≥100%； ◆脆性材料压缩：呈现出明显的塑性
第二代
20世纪 ◆含氮 70年代 ◆超低碳 ◆含有钼、铜或硅等提 高耐蚀性的元素
第三代
20世纪 ◆含碳量低(0.01-0.02%) 80年代 ◆含高钼和高氮
（Mo约4%，N约0.3%） 40%-50%
◆钢中铁素体含量
◆具有优良的耐孔 蚀性能 ◆苛刻介质条件
氮元素的独特效果：
在焊接热影响区快速冷却 时，促进了高温铁素体逆 转变为足够的二次奥氏体， 以维持必要的相平衡。
初始状态 变形过程 一个周期
（6）澳大利亚学者发表了著名的“核-表层”机理 模型。此模型能很好地解释了单相合金的超塑变形 过程。 （7）澳大利亚学者发表了著名的“晶粒转出”模 型。这是一个晶粒进行三维运动的模型，得到公认。 当上层晶粒滑移时，会产 生空隙，下层晶粒转出来 填补空隙。晶界的迁移使 转出的晶粒变圆，即晶界 圆弧化。
（2）英国成立一系列超塑成形公司，研制成功了 超塑铝合金系列，并为欧洲、日本航空公司超塑成 形各类铝合金结构件。 （3）美国对高强度铝合金超塑预处理工艺研究成 功，并用于生产。此项新工艺属于突破性成就。 （4）苏联编著的《金属的塑性和超塑性》一书出 版。在苏联国内和国际上很有影响。 （5）美国学者提出了发表“晶粒转换”的拓扑学 模型。其观点至今仍被引用。
外界供给 多余能量
高压、 高速、 超声波叠加 强制使变 形能力增 大的结果
提高材料 的塑性
并非材料本身的塑性
◆超塑性是材料本身的塑性
内部 因素 组织、相变 再结晶、固 溶度变化等 变形温度 变形速度
相互协调 保持合理 平衡
开发材料 塑性的潜力
外部 因素
◆超塑性材料
有色金属超塑性材料 合金 名称 组成 （%） Ni-10Cr-15Co-4.5Ti-5.5Al-3Mo Ni-39Cr-10Fe-1.75Ti-1Al Pb-19Sn Sn-5Bi Sn-38.1Pb Ti-5Al-2.5Sn Ti-6Al-4V W-15～30Re Zn-0.2Al Zn-0.4Al Zn-4.9Al Zn-22Al （续） 温度 （℃） 927～1093 810～980 20 20 20 900～1100 800～1000 2000 23 20 200～360 200～300 最高 m值 0.5 0.5 0.5 0.68 0.5 0.72 0.85 0.46 0.81 0.43 0.5 0.45 ～0.6 最大延 伸 率 (%) 1300 ～1000 >500 ～1000 >1100 450 1000 200 465 550 300 500 ～ 1500
潜艇、舰船等海洋军事装备提出了更高的要求，双相不锈 钢也将会对我国海洋武器装备具有重要的支撑作用。
湖北青山船厂建造的化学品船。载重18500t；使 用了1200吨2205双相不锈钢
◆在船舶上的应用
2.2双相不锈钢的发展
双相不锈钢已发展了三代
第一代
20世纪 30年代
含碳量较高 ◆焊接时失去相平衡 ◆沿晶界析出碳化物 ◆耐蚀性下降 ◆韧性下降 ◆一般用于铸锻件 ◆应用上受到限制 ◆耐蚀性提高 ◆应用范围广
Ni 合金 Pb 合金 Sn 合金 Ti 合金 W 合金 Zn 合金
IN100 Ni-Cr-Fe Pb-Sn Sn-Bi Sn-Pb IMI317 IMI318 W-Re Zn-Al Zn-Al Zn-Al Zn-Al
部分黑色金属超塑性材料 合金 组成（%） Fe-0.8C Fe-0.91C-0.45Mn 过共析钢 白口铁 合金钢 Fe-1.3～1.9C Fe-2.6C Fe-0.42C-1.9Mn Fe-1.5Mn-0.8P Fe-1.5Ni-1.0P Fe-0.15C-0.19Si-1.16Mn-0.014Al-0.014Nb 轴承钢 高合金钢 IN744 Fe-Cu 工具钢 高速钢 Fe-0.75C-0.29Si-0.32Mn-.29Cr-0.02Mo Fe-4Ni-3Mo-1.6Ti Fe-26Cr-6.5Ni Fe-50Cu Fe-0.88C-1.15Mn-0.48Cr-0.5W-0.22V Fe-1.25C-4Cr-5Mo-6V-8Co-<0.35Si<0.28Mn-<0.07Cu 双相不 锈 钢 Fe-24.66Cr-6.82Ni-2.79Mo-0.46Cu0.28W-0.017C-0.48Si-0.85Mn-0.148N 950～ 1050 0.5 2500 705 716 600～800 600～800 723 800～900 800～900 790 730 900 870～980 800 650 1000 温度 （℃） 共析钢 最高 m值 0.35 0.42 0.52 0.5 0.5 0.52 0.52 0.6 0.33 0.58 0.5 0.32 0.5 _ 100 133 750 压缩 460 400 400 790 850 820 ～600 300 1200 332 最大延伸率 (%)