摘要：双相不锈钢是指固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半、且两者的任一相比例不低于30%的不锈钢。由于双相不锈钢含有约各占一半的奥氏体和铁素体两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，使双相不锈钢兼具铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的性能特点。

双相不锈钢的发展历程

  尽管双相不锈钢年产量只占不锈钢产量的不足1%，但是并不影响双相不锈钢在不锈钢家族发展中的重要地位。双相不锈钢所具有的高合金、N合金化、双相组织特点，使其天然具备了高强度、高耐腐蚀性能，从而成为在高端装备应用中不可或缺的不锈钢钢类。

  不锈钢的发展已经有百年历史，相对于其他不锈钢钢类而言，双相不锈钢的发明相对较晚，在20世纪30年代才出现。1935年法国获得第1个双相不锈钢专利，20世纪双相不锈钢的发展经历了3代。

  第1代双相不锈钢以40年代美国开发的329钢为代表，含高铬、钼，耐局部腐蚀性能好，但碳含量较高（碳质量分数不高于0.1%）；60年代中期瑞典开发的3RE60钢已经是超低碳型双相不锈钢。

  70年代以来，二次精炼技术的发展以及氮元素对维持相平衡、提高耐蚀性重要作用的发现，发展了超低碳型含氮第2代双相不锈钢，其代表钢种为2205，这成为双相不锈钢的重要里程碑。

  在此基础上，通过进一步提高合金含量及耐点蚀当量PREN值，20世纪80年代后期发展了第3代双相不锈钢即超级双相不锈钢，其PREN值大于40，典型代表钢种为2507，这类钢中较高含量的铬、镍、钼和氮等合金元素，较好地平衡了铁素体和奥氏体之间的相比例，使之具有更佳的耐腐蚀性及更高的强度，为双相不锈钢在高端领域的应用提供了保障。

  相对于国际双相不锈钢钢种的发展，中国双相不锈钢的钢种研发起步相对较晚，并在相当长的时间内处于跟跑国际双相不锈钢研发的阶段。20世纪70年代，中国钢研集团钢铁研究总院开始进行双相不锈钢的研发，此时国际上正处于第2代N合金化双相不锈钢的发展时期，鉴于N合金化对双相不锈钢组织及性能控制的重要作用，在中国双相不锈钢发展初期就紧跟国际双相不锈钢发展趋势，确立了将N合金化作为双相不锈钢的发展方向。

  20世纪70—80年代，钢铁研究总院牵头并联合多家生产及应用单位，借鉴瑞典的3RE60双相不锈钢，采用N合金化进行可焊接且耐应力腐蚀的00Cr18Ni5Mo3Si2材料及生产工艺的开发，以解决石油化工设备18-8不锈钢应力腐蚀开裂问题。1985—1988年，该钢种在中国18个大中型炼油、石油化工、化肥、制盐等企业的多种重要设备上使用，证明了其具有优良的耐微量氯离子应力腐蚀及耐中性氯化物溶液局部腐蚀性能。00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢的成功开发是中国双相不锈钢生产及应用的里程碑。

  不锈钢炉外精炼和连铸工艺技术对中国不锈钢及双相不锈钢的发展起到了积极的推动作用，自1977年中国AOD炉外精炼技术获得成功、1985年中国首台立式不锈钢连铸机投产以来，随着不锈钢AOD及连铸技术的不断进步，中国双相不锈钢不断向高纯净、低能耗、高效率的方向发展，极大地提高了其品质及市场竞争力，并以用量和产量最大的第2代双相不锈钢2205为载体开始规模化生产及应用。随着中国高端装备的发展及国际双相不锈钢的发展，近年来超级双相不锈钢在中国得到快速发展。

  进入21世纪后，特超级双相不锈钢和经济型双相不锈钢成为双相不锈钢发展的两个重要方向。特超级双相不锈钢含有更多的合金元素，获得更高强度和更优良的耐蚀性，例如2707钢理论PREN值达到49，可用于更加苛刻的含氯环境。经济型双相不锈钢具有低镍含量且不含钼或仅含少量钼的成分特点，其中，2101钢以其低镍、含锰和氮、含少量钼的成分特点，取得了较大发展及应用，也成为双相不锈钢重要发展方向及产量增长点。

  目前，双相不锈钢体系已经形成了包括3代双相不锈钢、经济型双相不锈钢、特超级双相不锈钢等在内相对完整的系列，中国双相不锈钢跟随国际发展的趋势，也经历了从第1代到第3代以及经济型双相不锈钢的发展历程，并在特超级双相不锈钢的研究、生产及应用方面进行着积极探索。

中国双相不锈钢产量变化及应用拓展

  2005—2021年期间，中国双相不锈钢的产量得到快速增长，从0.08万吨增长至24.06万吨。结合钢种及应用发展，中国双相不锈钢产量经历了大约3个阶段。

  2005—2007年属于产量增长的起步期，产量不超过1万吨，比例不超过0.1%，其中2005年产量不足1000吨；2008—2014年属于产量增长的积累期，产量已经可以维持在1~5万吨；2015—2021年属于产量增长期，产量已经稳定在5万吨以上，其中2015—2018年产量近乎呈直线增长；2018—2021年产量持续稳步增长，在不锈钢中的比例稳定在0.6%以上。

  中国双相不锈钢在经历产量不断增长、品质不断提升的同时，在应用、品种、专业化程度上也发生着巨大的变化。

  在巩固和提高双相不锈钢在石化等主要应用领域用量的同时，其应用领域也不断拓展，在油气输送、化学品船制造、核电、建筑、石油炼化、环保工程、轨道交通、建筑幕墙、水利工程、罐箱、板式换热器、纸浆造纸、食品机械等多个领域得以应用，特别是近年来在油气输送、化学品船制造、桥梁、建筑等领域推广应用效果显著。中国双相不锈钢在满足国内工程需求、替代进口的同时，还在国外工程项目中得到应用。

  在桥梁、建筑领域，作为经济型双相不锈钢的典型应用，太钢生产的2304双相不锈钢螺纹钢筋在世界最长、设计寿命超过120年的港珠澳跨海大桥得到成功应用，太钢生产的2205双相不锈钢冷板用于迪拜标志性建筑——ADIC工程（阿布扎比移民局大楼）遮阳伞支撑架的制作。

  在油气输送领域，继2003—2004年新疆塔里木盆地克拉2气田等西气东输工程采用了宝钢特钢和久立特材公司生产的2205双相不锈钢管材后，久立特材的2205焊管用于制作PDO（阿曼国家石油公司）天然气集气管线，武进不锈钢公司的2205，2507无缝管出口用于阿尔及利亚国家石油公司Kurvers Piping高硫原油输送管线项目等。

  值得关注的是，在“十三五”期间，以太钢为代表的双相不锈钢板材生产企业，通过突破高品质双相不锈钢板材成套关键制备技术，实现了经济型双相不锈钢（2101，2304，2003）、中合金型双相不锈钢（2205）、高合金超级型双相不锈钢（2507，S32760，2906）等热轧、冷轧卷板的系列化研发生产，热轧卷板最大厚度达到12.0 mm，其中，太钢2205双相不锈钢中板在目前世界上最先进、最大吨位49000吨级的双相不锈钢化学品船制造中得到应用。

  与此同时，在双相不锈钢管材制备方面，结合中国不锈钢热穿孔技术发展、热穿孔设备及冷轧装备的集成，实现了热穿孔装备涵盖φ55~720 mm全系列双相不锈钢荒管的高效热穿孔，以及φ610 mm口径双相不锈钢管材的制备及应用。

  总体来讲，中国双相不锈钢发展至今，其产量及应用已经从长期处于跟跑国际发展的阶段逐渐过渡到与国际双相不锈钢发展并跑阶段。