双相不锈钢管的耐应力腐蚀断裂性能

双相不锈钢最早期的某些应用是基于它们耐氯化物应力腐蚀断裂（SCC）的性能。与具有类似耐氯化物孔蚀和缝隙腐蚀性能的奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢表现出明显优越的耐应力腐蚀断裂性能。双相不锈钢在化学加工工业的许多应用都是在有很大的应力腐蚀断裂危险的场合，代替奥氏体不锈钢的使用。然而，和其它所有材料一样，双相不锈钢在特定条件下也会发生应力腐蚀断裂，这种情况可能发生于高温、含氯化物的环境或存在促使氢致断裂的介质条件。双相不锈钢可能会发生应力腐蚀断裂的环境条件如 42％的沸腾氯化镁溶液试验，金属处在高温下的液滴蒸发试验及加压状态下温度高于常压下温度的加压含水氯化物系统。

图8 给出了若干轧制退火的双相不锈钢和奥氏体不锈钢在苛刻的氯化物介质中的相对耐氯化物应力腐蚀断裂性得出这些数据的液滴蒸发试验腐蚀条件很苛刻，因为试验进行的温度是120°C（248°F）的高温，并且氯化物溶液由于蒸发而浓缩。试验中两种双相不锈钢2205 和2507 最终在所受应力达到其屈服强度的某一百分比时发生断裂，但这一百分数比316 不锈钢相应的百分比值高得多。由于双相钢在常压下能够耐氯化物水溶液的应力腐蚀断裂，例如耐隔层下腐蚀，所以在已知304 和316 不锈钢会发生断裂的氯化物介质中，可以考虑使用双相不锈钢。

表4 总结了在不同腐蚀程度的各类试验介质中，几种不锈钢的氯化物应力腐蚀断裂行为。表左右两侧介质分别由于含有酸性盐和温度高，介质条件苛刻。表中间的介质条件不那么苛刻。钼含量小于4%的标准奥氏体不锈钢在所有这些条件下均发生氯化物应力腐蚀断裂，而双相不锈钢能够耐受上述中间范围的温和介质条件。耐氢诱生应力腐蚀是一个综合的功能，不仅与铁素体含量有关，而且与强度、充氢条件、温度、外加应力等有关。双相不锈钢尽管对氢断裂敏感，但只要仔细估计和控制操作条件，在含氢介质中仍可以利用其强度优势。这些应用中最著名的是输送盐水和略带酸性气体的混合物高强度管道。

图9 说明了2205 双相不锈钢在含氯化钠的酸性介质中对腐蚀免疫和敏感的范围。因此，双相不锈钢成分的选择最好根据规范中所列的标准钢种来进行，有可能每一钢种都限制了氮溶解度范围的上限。不论材料的成分如何规定，它都应当与焊接工艺评定所用的材料相同，这样这些评定对于制造才是有意义的。