双相不锈钢的发展与应用开始于20世纪30年代，法国在1935年获得第一个专利。双相不锈钢已发展了三代，第一代双相不锈钢以美国40年代开发的329钢为代表，含高铬、钼，耐局部腐蚀性能好，但含碳量较高（≤0.1%C），因此焊接时失去相的平衡，沿晶界析出碳化物导致耐腐蚀性及韧性下降，焊后必须经过热处理，一般用于铸锻件，在应用和发展上受到限制。前苏联50年代发展了含稳定元素钛的08X21H5T和08X21H6M2T钢，德国也有1.4582，法国有Uranus50，英国有Ferralium255,日本在美国329钢基础上降碳，提出了329J1钢种，这些钢都可作为可焊接的结构件使用。


 随后至60年代中期瑞典开发了著名的3RE60钢，它是第一代双相不锈钢的代表钢种，特点是超低碳，含铬量为18%,焊接及成型性能良好，广泛代替AISI304L、316L用作耐氯离子应力腐蚀的材料，该钢的问题是在焊接热影响区易出现单相铁素体组织，导致耐应力腐蚀及晶间腐蚀性能下降。


 70年代以来，随着二次精炼技术AOD和VOD等方法的出现与普及以及连铸技术的发展，容易炼出超低碳(C≤0.03%)的钢，同时发现氮作为奥氏体形成元素对双相不锈钢有重要作用:在焊接接头热影响区快速冷却时，氮促进了高温下形成的铁素体逆转变为足够的二次奥氏体以维持必要的相平衡，提高了接头的耐蚀性;氮可以提高富氮奥氏体相的耐孔蚀能力，与富铬、钼的铁素体相取得平衡，提高了材料整体的耐孔蚀性能;氮能减轻铬、镍等元素在两相中分布的差异，降低选择腐蚀的倾向性。正是利用氮元素的独特效果，以及钢中容易获得超低碳，改进了第一代双相不锈钢的缺点，从而开创了第二代新型的含氮双相不锈钢，开发了新的应用领域。


 第二代双相不锈钢不论是18Cr型，还是22Cr和25Cr型大多数属于超低碳型，并且含有钼、铜或硅等提高耐蚀性的元素。针对酸性油井井管及管线用钢要求，瑞典开发出了SAF2205，此钢种已纳入美国的ASTMA789和A790标准。日本有近十个厂家都在生产双相不锈钢。应用范围很宽，如应用于工业用水及海水热交换器、尿素高压设备、硝酸设备等。法国有URANUS系列，英国有ZERON铸钢系列。德国也有纳标的系列牌号。


 80年代后期发展的超级双相不锈钢(Super DSS) 是属于第三代双相不锈钢，牌号有SAF2507, UR52N+, Zeron100等，这类钢的特点是含碳量低(C0.01%~0.02%)，含高钼和高氮(Mo约4%，N约0.3%)，钢中铁素体含量40%~45%，此类钢具有优良的耐孔蚀性能，孔蚀抗力当量值 (PRE=Cr% +3.3Mo%+16N%)大于40。


 在国外经过几代双相不锈钢的发展和完善，至今已有包括超级双相不锈钢在内的系列牌号。双相不锈钢己是一个成熟的，能与马氏体、铁素体、奥氏体不锈钢并列的钢类。发展到今天，国外的双相不锈钢无论从生产、加工制造及应用角度来看，技术上已然比较成熟，作为一种性能优良，又能节省投资的工程材料在一些用途上取代了普通的奥氏体不锈钢，应用领域十分广泛。尽管世界双相不锈钢的年产量不是很高，只占世界不锈钢产量的1％，但随着双相不锈钢局部腐蚀性能好和强度高的优势的充分利用和展现，以及有目共睹的良好使用效果，使其每年以17％的速率增长着，至2002年产量已达11万吨以上。



 所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各占一半，一般最少相的含量也许要达到30%。由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使DSS兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。

 

与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：


  1. 屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%，有利于降低成本。


  2. 具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含筑离子的环境中。应力腐蚀是普通类氏体不锈钢难以解决的突出问题。


  3. 在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普透的316L类氏体不锈氛，而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性，再一些介质中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，乃至耐蚀合金。


  4. 具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比，它的甜磨损稿蚀和鼓劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。


  5. 比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合与碳钢连接，具有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。


 6. 不论在动戴或静载条件下，比奥氏体不每钢具有更高的能量吸收能力，这对结构件应付突发事故如冲撞，露炸等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值.


 与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：


 1. 应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，例如其使用湿度必须控制在250摄氏度以下。


 2. 其塑韧性较奥氏体不锈钢低，冷，热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈氛。


  3. 存在中温脆性区，需要严格控制热处理和焊接的工艺制度，以避免有害相的出现，损害性。


 与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：


  1. 综合力学性能比铁素体不锈钢好，尤其是型韧性，不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。


  2. 除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。


  3. 冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。


  4. 焊接性能也远优于铁素体不锈钢，一般焊前不需预热，焊后不需热处理。


  5. 应用范围较铁素体不锈解宽。


 与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：


  合金元素含量高，价格相对高、一般铁素体不含镍。


 综上所述，可以概括地看出双相不锈钢的使用性能和工艺性能的概貌，它以其优越的力学与耐腐蚀综合性能赢得了使用者的青味，已成为既节省重量又节省投资的优良的耐蚀工程材料。