2024年3月29日发(作者：蔺思烟)
S31803双相不锈钢性能、用途及发展历史
S31803双相不锈钢性能、用途
双相不锈钢S31803是一种铁素体-奥氏不锈钢，属于第2代中合金双相不锈钢。上世纪
80年代初，我国开始研制与S31803双相不锈钢相当的00Cr22Ni5Mo3N 双相不锈钢，其
金相组织中铁素体F与奥氏体A各占约50％。它综合了铁素体和奥氏体最有益的性能：铁素
体相使钢材具有较高的强度和耐氯化物应力腐蚀性能，奥氏体相使钢材具有良好的韧性和
耐腐蚀性能。因此，S31803具有很好的抗氯离子应力腐蚀开裂，比铁素体不锈钢有更好的
抗氯离子点蚀和缝隙腐蚀能力，很好的抗普通腐蚀的能力，很好的抗硫化物应力腐蚀能力。
S31803双相不锈钢作为一种耐腐蚀性好、强度较高（屈服强度为其他奥氏体钢的2-3倍）
的钢种，该钢铬和钼的含量都很高，因此具有极好的抗点腐蚀和均匀腐蚀的能力。双相微
观组织保证了该钢具有很高的抗应力腐蚀破裂的能力，同时机械强度也很高。
由于其优良性能，双相不锈钢S31803的可用于：食品工业设备、造纸工业设备、火电
厂烟气脱硫设备、海上石油平台、脱盐设备等特殊化工环境设备：油田管道和设备，其他
化工设备。 用于炼油, 化肥,造纸、石油、化工等耐海水耐高温浓硝酸等的热交换器和冷淋
器及器件。
双相不锈钢虽然拥有良好的机械与耐腐蚀性能，但在由钢材制成产品的加工过程中，
焊接加工特别是熔化焊方法，因为其经济性及良好的适应性，在不锈钢产品的生产制造中
起着主导作用。据研究统计：英国、美国的焊接加工用钢量为其钢产量的60 %～70 % ，
我国焊接用钢量约占总产量的25 %。焊接工艺过程中固有的局部加热以及冷却的热循环作
用及材料本身的膨胀、收缩现象，会使焊接接头区域的性能与原始材料的性能存在显著差
异，特别是耐腐蚀性能恶化，这是钢材的使用中特别重要而又不可回避的问题。
钢材点腐蚀的危害巨大，具有很高的穿透速率。由于点蚀形成小阳极大阴极的活性-
钝性腐蚀电池，所以阳极电流密度很大，穿孔迅速。某些金属在特定的环境下，穿孔速率
达到10～40mm/yr，设备会在很短的时间内穿孔失效。而且点蚀发生具有随机性和不可预
见性。点蚀能够在金属表面任何位置发生，并不像其他局部腐蚀形式一样有特定的位置，
例如晶间腐蚀发生在晶界附近，缝隙腐蚀发生在缝隙位置。另外，在宏观上很难察觉点蚀
的发生，这是因为点蚀具有深挖性，一般发生在金属表面以下，失重较小。
双相不锈钢的发展历史
双相不锈钢发展开始于20世纪30年代，法国人在1935年获得第一个专利。至今为
止，双相不锈钢己经发展了三代。
第—代双相不锈钢以美国40年代开发的329钢为代表，含高铬、钼元素，耐局部腐
蚀性能良好，但其含碳量较高(≤o．1％C)，因此焊接时会失去相的平衡以及沿晶界析出碳
化物，从而导致耐蚀性及韧性下降，焊后必须经过热处理。其—般用于铸锻件，在应用和
发展上均受到限制。50年代苏联、德国、法国以及英国均有研发类似钢材，日本也在美国
329基础上降碳．提出了329J钢，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，它成为了第—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，广泛代替了AISl304L以及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，导致耐应力腐蚀以
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，容易炼出超低
碳(C≤o．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。利用氮
元素的独特效果以及较容易获得超低碳钢，改进了第—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。
第二代双相相不锈钢，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瑞典开发出了SAF2205，此钢已纳入美国的ASTMA789
和A790标准。日本有近10个厂家都在生产双相不锈钢，法国有URANUS系列，英国有
ZE—RON铸钢系列，德国也有相应的系列牌号。
中国自70年代中期也开始发展双相不锈钢，冶金部钢铁研究总院最早从事这方面的
工作，以发展含氮双相不锈钢为主，至今已有耐应力腐蚀，耐孔蚀与缝隙腐蚀，耐腐蚀疲
劳和耐磨损腐蚀的简单系列牌号。
80年代后期发展的超级双相不锈钢属于第三代双相不锈钢，如SAF2507。这类钢的
特点是含碳量低 (C0.01%-0.02%)，含有高钼和高氮(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，孔蚀抗力当量值大于40。
2024年3月29日发(作者：蔺思烟)
S31803双相不锈钢性能、用途及发展历史
S31803双相不锈钢性能、用途
双相不锈钢S31803是一种铁素体-奥氏不锈钢，属于第2代中合金双相不锈钢。上世纪
80年代初，我国开始研制与S31803双相不锈钢相当的00Cr22Ni5Mo3N 双相不锈钢，其
金相组织中铁素体F与奥氏体A各占约50％。它综合了铁素体和奥氏体最有益的性能：铁素
体相使钢材具有较高的强度和耐氯化物应力腐蚀性能，奥氏体相使钢材具有良好的韧性和
耐腐蚀性能。因此，S31803具有很好的抗氯离子应力腐蚀开裂，比铁素体不锈钢有更好的
抗氯离子点蚀和缝隙腐蚀能力，很好的抗普通腐蚀的能力，很好的抗硫化物应力腐蚀能力。
S31803双相不锈钢作为一种耐腐蚀性好、强度较高（屈服强度为其他奥氏体钢的2-3倍）
的钢种，该钢铬和钼的含量都很高，因此具有极好的抗点腐蚀和均匀腐蚀的能力。双相微
观组织保证了该钢具有很高的抗应力腐蚀破裂的能力，同时机械强度也很高。
由于其优良性能，双相不锈钢S31803的可用于：食品工业设备、造纸工业设备、火电
厂烟气脱硫设备、海上石油平台、脱盐设备等特殊化工环境设备：油田管道和设备，其他
化工设备。 用于炼油, 化肥,造纸、石油、化工等耐海水耐高温浓硝酸等的热交换器和冷淋
器及器件。
双相不锈钢虽然拥有良好的机械与耐腐蚀性能，但在由钢材制成产品的加工过程中，
焊接加工特别是熔化焊方法，因为其经济性及良好的适应性，在不锈钢产品的生产制造中
起着主导作用。据研究统计：英国、美国的焊接加工用钢量为其钢产量的60 %～70 % ，
我国焊接用钢量约占总产量的25 %。焊接工艺过程中固有的局部加热以及冷却的热循环作
用及材料本身的膨胀、收缩现象，会使焊接接头区域的性能与原始材料的性能存在显著差
异，特别是耐腐蚀性能恶化，这是钢材的使用中特别重要而又不可回避的问题。
钢材点腐蚀的危害巨大，具有很高的穿透速率。由于点蚀形成小阳极大阴极的活性-
钝性腐蚀电池，所以阳极电流密度很大，穿孔迅速。某些金属在特定的环境下，穿孔速率
达到10～40mm/yr，设备会在很短的时间内穿孔失效。而且点蚀发生具有随机性和不可预
见性。点蚀能够在金属表面任何位置发生，并不像其他局部腐蚀形式一样有特定的位置，
例如晶间腐蚀发生在晶界附近，缝隙腐蚀发生在缝隙位置。另外，在宏观上很难察觉点蚀
的发生，这是因为点蚀具有深挖性，一般发生在金属表面以下，失重较小。
双相不锈钢的发展历史
双相不锈钢发展开始于20世纪30年代，法国人在1935年获得第一个专利。至今为
止，双相不锈钢己经发展了三代。
第—代双相不锈钢以美国40年代开发的329钢为代表，含高铬、钼元素，耐局部腐
蚀性能良好，但其含碳量较高(≤o．1％C)，因此焊接时会失去相的平衡以及沿晶界析出碳
化物，从而导致耐蚀性及韧性下降，焊后必须经过热处理。其—般用于铸锻件，在应用和
发展上均受到限制。50年代苏联、德国、法国以及英国均有研发类似钢材，日本也在美国
329基础上降碳．提出了329J钢，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，它成为了第—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，广泛代替了AISl304L以及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，导致耐应力腐蚀以
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，容易炼出超低
碳(C≤o．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。利用氮
元素的独特效果以及较容易获得超低碳钢，改进了第—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。
第二代双相相不锈钢，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瑞典开发出了SAF2205，此钢已纳入美国的ASTMA789
和A790标准。日本有近10个厂家都在生产双相不锈钢，法国有URANUS系列，英国有
ZE—RON铸钢系列，德国也有相应的系列牌号。
中国自70年代中期也开始发展双相不锈钢，冶金部钢铁研究总院最早从事这方面的
工作，以发展含氮双相不锈钢为主，至今已有耐应力腐蚀，耐孔蚀与缝隙腐蚀，耐腐蚀疲
劳和耐磨损腐蚀的简单系列牌号。
80年代后期发展的超级双相不锈钢属于第三代双相不锈钢，如SAF2507。这类钢的
特点是含碳量低 (C0.01%-0.02%)，含有高钼和高氮(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，孔蚀抗力当量值大于40。