雙相不銹鋼的發(fā)展與應(yīng)用開(kāi)始于20世紀(jì)30年代，法國(guó)在1935年獲得第一個(gè)專利。雙相不銹鋼已發(fā)展了三代，第一代雙相不銹鋼以美國(guó)40年代開(kāi)發(fā)的329鋼為代表，含高鉻、鉬，耐局部腐蝕性能好，但含碳量較高（≤0.1%C），因此焊接時(shí)失去相的平衡，沿晶界析出碳化物導(dǎo)致耐腐蝕性及韌性下降，焊后必須經(jīng)過(guò)熱處理，一般用于鑄鍛件，在應(yīng)用和發(fā)展上受到限制。前蘇聯(lián)50年代發(fā)展了含穩(wěn)定元素鈦的08X21H5T和08X21H6M2T鋼，德國(guó)也有1.4582，法國(guó)有Uranus50，英國(guó)有Ferralium255,日本在美國(guó)329鋼基礎(chǔ)上降碳，提出了329J1鋼種，這些鋼都可作為可焊接的結(jié)構(gòu)件使用。
隨后至60年代中期瑞典開(kāi)發(fā)了著名的3RE60鋼，它是第一代雙相不銹鋼的代表鋼種，特點(diǎn)是超低碳，含鉻量為18%,焊接及成型性能良好，廣泛代替AISI304L、316L用作耐氯離子應(yīng)力腐蝕的材料，該鋼的問(wèn)題是在焊接熱影響區(qū)易出現(xiàn)單相鐵素體組織，導(dǎo)致耐應(yīng)力腐蝕及晶間腐蝕性能下降。
70年代以來(lái)，隨著二次精煉技術(shù)AOD和VOD等方法的出現(xiàn)與普及以及連鑄技術(shù)的發(fā)展，容易煉出超低碳(C≤0.03%)的鋼，同時(shí)發(fā)現(xiàn)氮作為奧氏體形成元素對(duì)雙相不銹鋼有重要作用:在焊接接頭熱影響區(qū)快速冷卻時(shí)，氮促進(jìn)了高溫下形成的鐵素體逆轉(zhuǎn)變?yōu)樽銐虻亩螉W氏體以維持必要的相平衡，提高了接頭的耐蝕性;氮可以提高富氮奧氏體相的耐孔蝕能力，與富鉻、鉬的鐵素體相取得平衡，提高了材料整體的耐孔蝕性能;氮能減輕鉻、鎳等元素在兩相中分布的差異，降低選擇腐蝕的傾向性。正是利用氮元素的獨(dú)特效果，以及鋼中容易獲得超低碳，改進(jìn)了第一代雙相不銹鋼的缺點(diǎn)，從而開(kāi)創(chuàng)了第二代新型的含氮雙相不銹鋼，開(kāi)發(fā)了新的應(yīng)用領(lǐng)域。
第二代雙相不銹鋼不論是18Cr型，還是22Cr和25Cr型大多數(shù)屬于超低碳型，并且含有鉬、銅或硅等提高耐蝕性的元素。針對(duì)酸性油井井管及管線用鋼要求，瑞典開(kāi)發(fā)出了SAF2205，此鋼種已納入美國(guó)的ASTMA789和A790標(biāo)準(zhǔn)。日本有近十個(gè)廠家都在生產(chǎn)雙相不銹鋼。應(yīng)用范圍很寬，如應(yīng)用于工業(yè)用水及海水熱交換器、尿素高壓設(shè)備、硝酸設(shè)備等。法國(guó)有URANUS系列，英國(guó)有ZERON鑄鋼系列。德國(guó)也有納標(biāo)的系列牌號(hào)。
80年代后期發(fā)展的超級(jí)雙相不銹鋼(Super DSS) 是屬于第三代雙相不銹鋼，牌號(hào)有SAF2507, UR52N+, Zeron100等，這類鋼的特點(diǎn)是含碳量低(C0.01%~0.02%)，含高鉬和高氮(Mo約4%，N約0.3%)，鋼中鐵素體含量40%~45%，此類鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，孔蝕抗力當(dāng)量值 (PRE=Cr% +3.3Mo%+16N%)大于40。
在國(guó)外經(jīng)過(guò)幾代雙相不銹鋼的發(fā)展和完善，至今已有包括超級(jí)雙相不銹鋼在內(nèi)的系列牌號(hào)。雙相不銹鋼己是一個(gè)成熟的，能與馬氏體、鐵素體、奧氏體不銹鋼并列的鋼類。發(fā)展到今天，國(guó)外的雙相不銹鋼無(wú)論從生產(chǎn)、加工制造及應(yīng)用角度來(lái)看，技術(shù)上已然比較成熟，作為一種性能優(yōu)良，又能節(jié)省投資的工程材料在一些用途上取代了普通的奧氏體不銹鋼，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。盡管世界雙相不銹鋼的年產(chǎn)量不是很高，只占世界不銹鋼產(chǎn)量的1％，但隨著雙相不銹鋼局部腐蝕性能好和強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)的充分利用和展現(xiàn)，以及有目共睹的良好使用效果，使其每年以17％的速率增長(zhǎng)著，至2002年產(chǎn)量已達(dá)11萬(wàn)噸以上。
所謂雙相不銹鋼是在其固淬組織中鐵素體相與奧氏體相各占一半，一般最少相的含量也許要達(dá)到30%。由于兩相組織的特點(diǎn)，通過(guò)正確控制化學(xué)成分和熱處理工藝，使DSS兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)。
與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的優(yōu)勢(shì)如下：
1. 屈服強(qiáng)度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不銹鋼制造儲(chǔ)罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少30-50%，有利于降低成本。
2. 具有優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，即使是含合金量最低的雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，尤其在含筑離子的環(huán)境中。應(yīng)力腐蝕是普通類氏體不銹鋼難以解決的突出問(wèn)題。
3. 在許多介質(zhì)中應(yīng)用最普遍的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普透的316L類氏體不銹氛，而超級(jí)雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性，再一些介質(zhì)中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奧氏體不銹鋼，乃至耐蝕合金。
4. 具有良好的耐局部腐蝕性能，與合金含量相當(dāng)?shù)膴W氏體不銹鋼相比，它的甜磨損稿蝕和鼓勞腐蝕性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。
5. 比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)低，和碳鋼接近，適合與碳鋼連接，具有重要的工程意義，如生產(chǎn)復(fù)合板或襯里等。
6. 不論在動(dòng)戴或靜載條件下，比奧氏體不每鋼具有更高的能量吸收能力，這對(duì)結(jié)構(gòu)件應(yīng)付突發(fā)事故如沖撞，露炸等，雙相不銹鋼優(yōu)勢(shì)明顯，有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.
與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的弱勢(shì)如下：
1. 應(yīng)用的普遍性與多面性不如奧氏體不銹鋼，例如其使用濕度必須控制在250攝氏度以下。
2. 其塑韌性較奧氏體不銹鋼低，冷，熱加工工藝和成型性能不如奧氏體不銹氛。
3. 存在中溫脆性區(qū)，需要嚴(yán)格控制熱處理和焊接的工藝制度，以避免有害相的出現(xiàn)，損害性。
與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的優(yōu)勢(shì)如下：
1. 綜合力學(xué)性能比鐵素體不銹鋼好，尤其是型韌性，不象鐵素體不銹鋼那樣對(duì)脆性敏感。
2. 除耐應(yīng)力腐蝕性能外，其他耐局部腐蝕性能都優(yōu)于鐵素體不銹鋼。
3. 冷加工工藝性能和冷成型性能遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼。
4. 焊接性能也遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼，一般焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理。
5. 應(yīng)用范圍較鐵素體不銹解寬。
與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的弱勢(shì)如下：
合金元素含量高，價(jià)格相對(duì)高、一般鐵素體不含鎳。
綜上所述，可以概括地看出雙相不銹鋼的使用性能和工藝性能的概貌，它以其優(yōu)越的力學(xué)與耐腐蝕綜合性能贏得了使用者的青味，已成為既節(jié)省重量又節(jié)省投資的優(yōu)良的耐蝕工程材料。
