uranus steel是什麽材料
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雙相不銹鋼是壹類集優良的耐腐蝕、高強度和易於加工制造等諸多優異性能於壹身的鋼種。它們的物理性能介於奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼之間，但更接近於鐵素體不銹鋼和碳鋼。雙相不銹鋼的耐氯化物孔蝕和縫隙腐蝕能力與鉻、鉬和氮含量有關，其耐孔蝕和縫隙腐蝕能力可以類似於316不銹鋼，或者接近於海水用不銹鋼如6％Mo奧氏體不銹鋼。所有的雙相不銹鋼耐氯，化物應力腐蝕斷裂的能力均明顯強於300系列奧氏體不銹鋼，而且其強度也大大高於奧氏體不銹鋼，同時表現出良好的塑性和韌性。
雙相不銹鋼的制造與奧氏體不銹鋼的制造有許多相似之處，但也有重要區別。雙相不銹鋼的高合金含量和高強度等特性要求在制造工藝上作某些改變。這本小冊子是為加工制造商和承擔制造任務的最終用戶準備的。它為雙相不銹鋼的成功制造提供了實用信息。本書假定讀者已具備不銹鋼的加工制作經驗，因此，給出了雙相不銹鋼和300系列奧氏體不銹鋼及碳鋼之間的性能和制造工藝的對比數據。
雙相不銹鋼的制造不同於壹般不銹鋼。但並不困難。
2 雙相不銹鋼的歷史
雙相不銹鋼已有60多年的歷史，它具有 壹種混合顯微組織，其中奧氏體相和鐵素體 相大約各占壹半。早期的鋼種是鉻、鎳和鉬 的合金。第壹批可鍛軋雙相不銹鋼於1930 年在瑞典生產出來並用於亞硫酸鹽造紙工 業。開發這些鋼種是為了減輕早期高碳奧氏 體不銹鋼的晶間腐蝕問題。1930年芬蘭生 產出雙相不銹鋼鑄件；1936年，最終名為 Uranus 50的鋼種在法國獲得專利；3RE60 是第壹代專為提高耐氯化物應力腐蝕斷裂性能而研制的雙相不銹鋼鋼種之壹；二戰後， AISI 329型不銹鋼成為公認的鋼種並廣泛用於硝酸裝置的熱交換器管道。後來，鍛造和鑄造雙相不銹鋼鋼種均用於各種加工工業的應用，包括容器、熱交換器和泵。
這些第壹代雙相不銹鋼有良好的性能特點，但在焊接狀態下有局限性。焊縫的熱影響區由於鐵素體過多而韌性低，並且耐腐蝕性明顯低於基體金屬。這些局限因素使第壹代雙相不銹鋼的應用僅限於非焊接狀態下的壹些特定應用。
1968年不銹鋼精煉工藝―氬氧脫碳 (AOD)的發明，使壹系列新不銹鋼鋼種的產生成為可能。AOD所帶來的諸多進步之壹便是合金元素氮的添加。雙相不銹鋼添加氮可以使焊接狀態下熱影響區的韌性和耐腐蝕性接近於基體金屬的性能，氮還降低了有害金屬間相的形成速率。
含氮的雙相不銹鋼被稱為第二代雙相不銹鋼。這壹新的商品化進展始於70年代後期，正好與北海海上油氣田的開發及市場對具有優異耐氯化物腐蝕性能、良好的加工性和高強度不銹鋼的需求相吻合。2205成為第二代雙相不銹鋼的主要鋼種並廣泛用於海上石油集氣管線和處理設施。由於這種鋼的強度高，管的壁厚減薄，可以減輕上的重量，使這種不銹鋼的應用有很大的吸引力。
雙相不銹鋼同奧氏體不銹鋼壹樣，是壹族按腐蝕性能排序的鋼種，腐蝕性能取決於它們的合金成分。雙相不銹鋼壹直在不斷發展，現代的雙相不銹鋼可分為四種類型：
● 不含鉬的低級雙相不銹鋼如2304；
● 2205，主要的雙相不銹鋼鋼種，占雙 相鋼總量的80％以上；
● 25Cr％的雙相不銹鋼如合金255和 DP壹3；
● 超級雙相不銹鋼，含25％壹26％Cr，與含25%Cr的雙相不銹鋼相比，鉬和氮的含量增加。包括的鋼種如2507、Zeron 100、UR52N+和DP-3W。
表1給出了第二代鍛造雙相不銹鋼的鑄造雙相不銹鋼的化學成分，為便於比較，第壹代雙相不銹鋼和通常奧氏體不銹鋼也包括在其中。
表1 鍛造和鑄造雙相不銹鋼及奧氏體不銹鋼的化學成分（%）
名稱UNS No.ENCCrNiMoNCuW鍛造雙相不銹鋼第壹代雙相不銹鋼329S.44600.0823.0-28.02.5-5.01.0-2.0**――3RE60***S.44170.03018.0-19.04.3-5.22.50-3.000.05-0.1――Uranus 50S32404 0.0420.5-22.55.5-8.52.0-3.0―1.00-2.00―第二次雙相不銹鋼2304S.43620.03021.5-24.53.0-5.51.05-0.600.05-0.20――2205S.44620.03021.0-23.04.5-6.52.5-3.50.08-0.20――2205S.44620.03022.0-23.04.5-6.53.0-3.50.14-0.20――DP-3S31260 0.0324.0-26.05.5-7.55.5-7.50.10-0.300.20-0.800.10-0.50UR 52N+S.45070.03024.0-26.05.5-8.03.0-5.00.20-0.350.50-3.00―255S.45070.0424.0-27.04.5-6.52.9-3.90.10-0.251.50-2.50―DP-3WS39274 0.0324.0-26.06.8-8.02.5-3.50.24-0.320.20-0.801.50-2.S.44100.03024.0-26.06.0-8.03.0-5.00.24-0.320.50―Zeron 100S.45010.03024.0-26.06.0-8.03.0-4.00.20-0.300.50-1.000.50-1.00鍛造奧氏體不銹鋼304 LS.43070.03018.0-20.08.0-12.0―0.10――316 LS.44040.03016.0-18.010.0-14.02.0-3.00.10――317 LS.44380.03018.0-20.011.0-15.03.0-4.00.10――317 LMNS.44390.03017.0-20.013.5-17.54.0-5.00.10-0.20――904 LN.45390.02019.0-23.023.0-28.04.0-5.00.101.0-2.0―254 SMOS.45470.02019.5-20.517.5-18.56.0-6.50.18-0.220.50-1.00―6% MoVariousVarious0.03019.5-22.017.5-25.56.0-7.00.18-0.251.00―鑄造雙相不銹鋼CD4MCuNJ93372 0.0424.5-26.54.4-6.01.7-2.30.10-0.252.7-3.3―Grade 1B CD3MNJ92205 0.0321.0-23.54.5-6.52.5-3.50.10-0.30――Cast 2205 Grade 4A CE3MNJ.44630.0324.0-26.06.0-8.04.0-5.00.10-0.30――Atlas 958 Cast 2507 Grade 5A CD3MWCuNJ93380 0.0324.0-26.06.5-8.53.0-4.00.20-0.300.5-1.00.5-1.0Cast Zeron 100* Grade 6A 鑄造奧氏體不銹鋼CF3 (Cast 304L)J.43060.0317.0-21.08.0-12.0――――CF3M (Cast 316L)J.44040.0317.0-21.09.0-13.02.0-3.0―――
* 最大值，除非指明範圍或說明是最小值，重要的數據與ASTM A 751 標準壹致。
* * 未指明。
* * * 這壹種鋼最初沒有加氮，被認為是未加氮的第壹代雙相不銹鋼。
3 化學成分和合金化元素的作用
3.1 雙相不銹鋼的化學成分
壹般認為，雙相不銹鋼的相平衡比例為30%-70%的鐵素體和奧氏體時，可以獲得良好的性能。但雙相不銹鋼最常見的情形是鐵素體的奧氏體大致各占壹半，在目前的商品化生產中，為了獲得最佳的韌性和加工特性，傾向於奧氏體的比例稍大壹些。主要的合金元素尤其是鉻、鉬、氮和鎳之間的相互作用是非常復雜的。為了獲得穩定的有利於加工制造的雙相組織，必須要註意使每種元素有適當的含量。
除了相平衡以外，有關雙相不銹鋼及其化學組成的第二個主要問題是溫度升高時有害金屬間相的形成。高鉻高鉬不銹鋼中形成σ相和χ相，並優先在鐵素體相內析出，氮的添加大大延遲了這些相的形成。因此在固溶組織中保持足夠的氮是很重要的。隨著雙相不銹鋼制造經驗的增加，控制窄的成分範圍的重要性變得越來越明顯。2205雙相鋼（UNS S 31803，表1）最初設定的成分範圍過寬，經驗表明，為了得到最佳的耐腐蝕性能及避免金屬間相的形成，S 31803 的鉻、鉬和氮含量應控制中上限，由此引出了成分範圍較窄的改進型2205雙相鋼 UNS S 3305 （表1）。S 32205 的成分就是今天商品化的2205雙相不銹鋼的典型成分。在本文中，除非另有說明，通常2205指的就是S 32205。
3.2 雙相不銹鋼中合金元素的作用
以下簡單介紹幾個最重要的合金元素對雙相不銹鋼的力學性能、物理性能和腐蝕性能的作用。
鉻：鋼中最少含10.5％Cr才能形成保護鋼不受大氣腐蝕的穩定的含鉻鈍化膜。不銹鋼的耐蝕性隨含鉻量的增加而增加。鉻是鐵素體形成元素，鋼中加鉻能使具有體心立方晶格的鐵組織穩定。鋼中含鉻量較高時，需要加入更多的鎳才能形成奧氏體或雙相(鐵素體壹奧氏體)組織，較高的鉻量也能促進形成金屬間相。奧氏體不銹鋼中通常含18％ Cr，第二代雙相不銹鋼中至少含22％Cr。鉻還能增加鋼在高溫下的抗氧化能力。鉻的這壹作用很重要，它影響熱處理或焊接後氧化皮或回火色的形成和去除。雙相不銹鋼的酸洗和去除回火色要比奧氏體不銹鋼困難。
鉬：鉬與鉻的協同作用能提高不銹鋼的抗氯化物腐蝕的能力。當不銹鋼中至少含 18％Cr時，鉬在含氯化物的環境中抗孔蝕和縫隙腐蝕的能力是鉻的三倍(見後CPT公式)。鉬是壹個鐵素體形成元素，同樣能促進形成金屬間相。因此，通常奧氏體不銹鋼中含鉬量約小於7．5％，雙相不銹鋼中約小於 4％。
氮：氮增加奧氏體和雙相不銹鋼的抗孔蝕和縫隙腐蝕的能力。它能顯著地提高鋼的強度，它是固溶強化最有效的壹個元素。氮在提高鋼的強度的同時，還能增加奧氏體和雙相不銹鋼的韌性。氮延緩金屬間相的形成，使得雙相不銹鋼有足夠的時間進行加工和制造。氮加入至具有高耐蝕性的奧氏體和雙相不銹鋼中，這樣也可抵消因含高鉻和鉬所帶來的易形成σ相的傾向。
氮是強烈的奧氏體形成元素，在奧氏體不銹鋼中能部分代鎳。雙相不銹鋼中壹般加入幾乎接近溶解度極限的氮量，和用以調整達到相幹衡的鎳量。鐵素體形成元素鉻和鉬與奧氏體形成元素鎳和氮需達到平衡，才能獲得期望的雙相組織。
鎳：鎳是穩定奧氏體的元素。鐵基合金中添加鎳可促使不銹鋼從體心立方晶體結構 (鐵素體)轉化為面心立方晶體結構(奧氏體)。鐵素體不銹鋼含較少或不含鎳，雙相不銹鋼含居中的鎳，例如4％壹7％，而300系奧氏體不銹鋼至少含有8％的鎳。在奧氏體不銹鋼中添加鎳可延緩有害金屬間相的形成，但是在雙相不銹鋼中鎳的延緩作用遠不如氮有效。奧氏體不銹鋼具有極佳的韌性，雙相不銹鋼中有近壹半是奧氏體組織，相對鐵素體不銹鋼而言，這顯著地增加了鋼的韌性