摘要：雙相不銹鋼是指固溶組織中鐵素體相與奧氏體相約各占一半、且兩者的任一相比例不低于30%的不銹鋼。由于雙相不銹鋼含有約各占一半的奧氏體和鐵素體兩相組織的特點，通過正確控制化學成分和熱處理工藝，將奧氏體不銹鋼所具有的優良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強度和耐氯化物應力腐蝕性能結合在一起，使雙相不銹鋼兼具鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的性能特點。

雙相不銹鋼的發展歷程

  盡管雙相不銹鋼年產量只占不銹鋼產量的不足1%，但是并不影響雙相不銹鋼在不銹鋼家族發展中的重要地位。雙相不銹鋼所具有的高合金、N合金化、雙相組織特點，使其天然具備了高強度、高耐腐蝕性能，從而成為在高端裝備應用中不可或缺的不銹鋼鋼類。

  不銹鋼的發展已經有百年歷史，相對于其他不銹鋼鋼類而言，雙相不銹鋼的發明相對較晚，在20世紀30年代才出現。1935年法國獲得第1個雙相不銹鋼專利，20世紀雙相不銹鋼的發展經歷了3代。

  第1代雙相不銹鋼以40年代美國開發的329鋼為代表，含高鉻、鉬，耐局部腐蝕性能好，但碳含量較高（碳質量分數不高于0.1%）；60年代中期瑞典開發的3RE60鋼已經是超低碳型雙相不銹鋼。

  70年代以來，二次精煉技術的發展以及氮元素對維持相平衡、提高耐蝕性重要作用的發現，發展了超低碳型含氮第2代雙相不銹鋼，其代表鋼種為2205，這成為雙相不銹鋼的重要里程碑。

  在此基礎上，通過進一步提高合金含量及耐點蝕當量PREN值，20世紀80年代后期發展了第3代雙相不銹鋼即超級雙相不銹鋼，其PREN值大于40，典型代表鋼種為2507，這類鋼中較高含量的鉻、鎳、鉬和氮等合金元素，較好地平衡了鐵素體和奧氏體之間的相比例，使之具有更佳的耐腐蝕性及更高的強度，為雙相不銹鋼在高端領域的應用提供了保障。

  相對于國際雙相不銹鋼鋼種的發展，中國雙相不銹鋼的鋼種研發起步相對較晚，并在相當長的時間內處于跟跑國際雙相不銹鋼研發的階段。20世紀70年代，中國鋼研集團鋼鐵研究總院開始進行雙相不銹鋼的研發，此時國際上正處于第2代N合金化雙相不銹鋼的發展時期，鑒于N合金化對雙相不銹鋼組織及性能控制的重要作用，在中國雙相不銹鋼發展初期就緊跟國際雙相不銹鋼發展趨勢，確立了將N合金化作為雙相不銹鋼的發展方向。

  20世紀70—80年代，鋼鐵研究總院牽頭并聯合多家生產及應用單位，借鑒瑞典的3RE60雙相不銹鋼，采用N合金化進行可焊接且耐應力腐蝕的00Cr18Ni5Mo3Si2材料及生產工藝的開發，以解決石油化工設備18-8不銹鋼應力腐蝕開裂問題。1985—1988年，該鋼種在中國18個大中型煉油、石油化工、化肥、制鹽等企業的多種重要設備上使用，證明了其具有優良的耐微量氯離子應力腐蝕及耐中性氯化物溶液局部腐蝕性能。00Cr18Ni5Mo3Si2雙相不銹鋼的成功開發是中國雙相不銹鋼生產及應用的里程碑。

  不銹鋼爐外精煉和連鑄工藝技術對中國不銹鋼及雙相不銹鋼的發展起到了積極的推動作用，自1977年中國AOD爐外精煉技術獲得成功、1985年中國首臺立式不銹鋼連鑄機投產以來，隨著不銹鋼AOD及連鑄技術的不斷進步，中國雙相不銹鋼不斷向高純凈、低能耗、高效率的方向發展，極大地提高了其品質及市場競爭力，并以用量和產量最大的第2代雙相不銹鋼2205為載體開始規模化生產及應用。隨著中國高端裝備的發展及國際雙相不銹鋼的發展，近年來超級雙相不銹鋼在中國得到快速發展。

  進入21世紀后，特超級雙相不銹鋼和經濟型雙相不銹鋼成為雙相不銹鋼發展的兩個重要方向。特超級雙相不銹鋼含有更多的合金元素，獲得更高強度和更優良的耐蝕性，例如2707鋼理論PREN值達到49，可用于更加苛刻的含氯環境。經濟型雙相不銹鋼具有低鎳含量且不含鉬或僅含少量鉬的成分特點，其中，2101鋼以其低鎳、含錳和氮、含少量鉬的成分特點，取得了較大發展及應用，也成為雙相不銹鋼重要發展方向及產量增長點。

  目前，雙相不銹鋼體系已經形成了包括3代雙相不銹鋼、經濟型雙相不銹鋼、特超級雙相不銹鋼等在內相對完整的系列，中國雙相不銹鋼跟隨國際發展的趨勢，也經歷了從第1代到第3代以及經濟型雙相不銹鋼的發展歷程，并在特超級雙相不銹鋼的研究、生產及應用方面進行著積極探索。

中國雙相不銹鋼產量變化及應用拓展

  2005—2021年期間，中國雙相不銹鋼的產量得到快速增長，從0.08萬噸增長至24.06萬噸。結合鋼種及應用發展，中國雙相不銹鋼產量經歷了大約3個階段。

  2005—2007年屬于產量增長的起步期，產量不超過1萬噸，比例不超過0.1%，其中2005年產量不足1000噸；2008—2014年屬于產量增長的積累期，產量已經可以維持在1~5萬噸；2015—2021年屬于產量增長期，產量已經穩定在5萬噸以上，其中2015—2018年產量近乎呈直線增長；2018—2021年產量持續穩步增長，在不銹鋼中的比例穩定在0.6%以上。

  中國雙相不銹鋼在經歷產量不斷增長、品質不斷提升的同時，在應用、品種、專業化程度上也發生著巨大的變化。

  在鞏固和提高雙相不銹鋼在石化等主要應用領域用量的同時，其應用領域也不斷拓展，在油氣輸送、化學品船制造、核電、建筑、石油煉化、環保工程、軌道交通、建筑幕墻、水利工程、罐箱、板式換熱器、紙漿造紙、食品機械等多個領域得以應用，特別是近年來在油氣輸送、化學品船制造、橋梁、建筑等領域推廣應用效果顯著。中國雙相不銹鋼在滿足國內工程需求、替代進口的同時，還在國外工程項目中得到應用。

  在橋梁、建筑領域，作為經濟型雙相不銹鋼的典型應用，太鋼生產的2304雙相不銹鋼螺紋鋼筋在世界最長、設計壽命超過120年的港珠澳跨海大橋得到成功應用，太鋼生產的2205雙相不銹鋼冷板用于迪拜標志性建筑——ADIC工程（阿布扎比移民局大樓）遮陽傘支撐架的制作。

  在油氣輸送領域，繼2003—2004年新疆塔里木盆地克拉2氣田等西氣東輸工程采用了寶鋼特鋼和久立特材公司生產的2205雙相不銹鋼管材后，久立特材的2205焊管用于制作PDO（阿曼國家石油公司）天然氣集氣管線，武進不銹鋼公司的2205，2507無縫管出口用于阿爾及利亞國家石油公司Kurvers Piping高硫原油輸送管線項目等。

  值得關注的是，在“十三五”期間，以太鋼為代表的雙相不銹鋼板材生產企業，通過突破高品質雙相不銹鋼板材成套關鍵制備技術，實現了經濟型雙相不銹鋼（2101，2304，2003）、中合金型雙相不銹鋼（2205）、高合金超級型雙相不銹鋼（2507，S32760，2906）等熱軋、冷軋卷板的系列化研發生產，熱軋卷板最大厚度達到12.0 mm，其中，太鋼2205雙相不銹鋼中板在目前世界上最先進、最大噸位49000噸級的雙相不銹鋼化學品船制造中得到應用。

  與此同時，在雙相不銹鋼管材制備方面，結合中國不銹鋼熱穿孔技術發展、熱穿孔設備及冷軋裝備的集成，實現了熱穿孔裝備涵蓋φ55~720 mm全系列雙相不銹鋼荒管的高效熱穿孔，以及φ610 mm口徑雙相不銹鋼管材的制備及應用。

  總體來講，中國雙相不銹鋼發展至今，其產量及應用已經從長期處于跟跑國際發展的階段逐漸過渡到與國際雙相不銹鋼發展并跑階段。