7  力學(xué)性能

雙相不銹鋼力學(xué)性能優(yōu)異，其標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)見表5。它們?cè)诠倘芡嘶馉顟B(tài)下的室溫屈服強(qiáng)度是未添加氮的標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼的兩倍多，這樣設(shè)計(jì)師在某些應(yīng)用中就可減小壁厚。圖11比較了從室溫到300℃（570℉）溫度區(qū)間幾種雙相不銹鋼與316L奧氏體不銹鋼的屈服強(qiáng)度。由于鐵素體相有475℃（885℉）脆性的危險(xiǎn)，所以雙相不銹鋼不應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間用于溫度高于壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的條件（見表2）。

鍛軋雙相不銹鋼的力學(xué)性能是高度各向異性的，即性能隨方向而變化。這種各向異性是由拉長(zhǎng)了的晶粒和熱軋或冷軋產(chǎn)生的晶體織構(gòu)造成的（見圖2）。盡管雙相不銹鋼的凝固組織通常是各向同性的，但它經(jīng)過(guò)軋制或鍛造及后續(xù)的退火，組織中存在兩相。最終產(chǎn)品兩相的形貌揭示出加工的方向性，雙相不銹鋼垂直于軋制方向的強(qiáng)度比沿軋制方向的強(qiáng)度高。沖擊試樣的缺口垂直于軋制方向時(shí)的沖擊韌性高于沿軋制方向的沖擊韌性時(shí)。試樣“縱向”（L－T）夏比沖擊試樣測(cè)得的韌性高于其他方向的試驗(yàn)結(jié)果。一個(gè)雙相不銹鋼板橫向試樣的沖擊功一般相當(dāng)于一個(gè)縱向試樣的1/2至2/3。

圖11：雙相不銹鋼與316L奧氏體不銹鋼在室溫到300℃（570℉）溫度范圍典型屈服強(qiáng)度的對(duì)比

表5. ASTM 和EN 雙相不銹鋼板最低力學(xué)性能限值

盡管雙相不銹鋼強(qiáng)度高，但它們表現(xiàn)出良好的塑性和韌性。與碳鋼或鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼塑性－脆性的轉(zhuǎn)變是平緩的。雙相不銹鋼即使在很低的環(huán)境溫度如-40℃/F下仍保持良好的韌性；但是雙相不銹鋼的韌性和塑性通常比奧氏體不銹鋼差。奧氏體不銹鋼一般沒有塑性－脆性轉(zhuǎn)變，在低至深冷溫度的條件下仍保持優(yōu)異的韌性。表6給出了標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼在拉伸試驗(yàn)中最小延伸率的比較。

盡管雙相不銹鋼的高屈服強(qiáng)度允許厚度減薄，但由于彎曲和楊氏模量的限制，在制造過(guò)程中也成為難題。由于它們強(qiáng)度高，塑性變形需要更大的外力。因?yàn)?a href="http://www.nubianescourt.com/" target="_blank">雙相不銹鋼需要較大的彎曲力，所以其在彎曲操作中的回彈比奧氏體不銹鋼要大，兩種雙相不銹鋼與316L奧氏體不銹鋼回彈的比較見圖12。雙相不銹鋼的塑性比奧氏體不銹鋼差，為避免斷裂需要增加彎曲半徑。

表6. 根據(jù)ASTM A 240和EN 10088-2的要求，雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼塑性的比較

P = 熱軋板  H = 熱軋卷  C = 冷軋卷和薄板  * 橫向

由于雙相不銹鋼較高的硬度和加工硬化率，與標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼相比，它降低了機(jī)加工操作中工具的壽命或需要更多的機(jī)加工次數(shù)。在成型或彎曲操作之間可能需要退火，因?yàn)?a href="http://www.nubianescourt.com/" target="_blank">雙相不銹鋼的塑性差不多是奧氏體不銹鋼的一半。冷加工對(duì)2205雙相不銹鋼力學(xué)性能的影響見圖13。

圖12：2毫米（0.08英寸）厚的雙相不銹鋼板與316L奧氏體不銹鋼板回彈的比較

圖13：冷加工對(duì)2205雙相不銹鋼力學(xué)性能的影響 （來(lái)源：寶鋼）

普拉德霍灣垂直支撐架上24英寸2205雙相不銹鋼保溫管道的安裝。© Arco Explorationand Production Tecnnology

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