问题

铁素体不锈钢+奥氏体不锈钢=双相不锈钢。据说儿子还能继承双方优点,那你说他俩会不会被儿子淘汰掉?

回答
这话说得很有意思,铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢生了个“儿子”,叫双相不锈钢,这儿子还能集合父母的优点,听起来就像是个完美的结合。那么,这对“父母”会不会被这个优秀的“儿子”给淘汰掉呢?咱们来掰扯掰扯这事儿。

首先,得明白什么是“双相不锈钢”。简单来说,它就像在一个人的身体里,同时存在着两种不同类型的细胞,但在这里,是两种晶体结构同时存在于一种金属材料中:一部分是铁素体(也就是你说的“爸爸”铁素体不锈钢的结构),另一部分是奥氏体(也就是你说的“妈妈”奥氏体不锈钢的结构)。这两种结构,大概各占一半,或者比例有所调整,但都得有。

那这“儿子”到底继承了父母的哪些优点呢?

从爸爸(铁素体不锈钢)那儿继承的:
良好的耐应力腐蚀开裂性能 (SCC): 铁素体不锈钢对氯离子引起的应力腐蚀开裂特别敏感,这点爸爸做得不好。但铁素体不锈钢本身,在很多环境下,特别是含氯化物的水溶液中,相比奥氏体不锈钢,它有更好的抗应力腐蚀开裂能力。比如在一些海洋环境、氯化物浓度不太高的水处理系统里,它表现就挺不错的。
磁性: 铁素体不锈钢是有磁性的,而奥氏体不锈钢基本没磁性。双相不锈钢继承了铁素体的部分磁性,这在某些应用中,比如磁选设备、电磁阀等,是个优点。
相对较低的成本: 通常情况下,铁素体不锈钢的生产成本会比奥氏体不锈钢低一些,主要是因为它们对镍的依赖性没那么高。

从妈妈(奥氏体不锈钢)那儿继承的:
优异的综合耐腐蚀性能: 奥氏体不锈钢以其在各种腐蚀介质中的优异表现而闻名,尤其是对很多酸、碱以及各种盐类溶液的抵抗力。这是它的招牌本事。
良好的塑韧性: 奥氏体不锈钢在低温下也能保持很好的韧性,不容易脆断,加工性能也相对较好。
良好的焊接性能: 奥氏体不锈钢通常焊接性也很好,不容易出现焊接缺陷。

那么,双相不锈钢这个“儿子”是怎么把这些优点融合在一起,甚至发扬光大的呢?

双相不锈钢的关键在于它独特的双相组织。铁素体相提供了强度和对某些腐蚀的抵抗力,而奥氏体相则赋予了材料更好的延展性、韧性和对其他类型腐蚀的抵抗力。通过精确控制两种相的比例以及合金元素的含量,比如增加铬、钼、氮等元素,并适当控制镍的含量,就可以得到一种综合性能非常出色的材料:

更高的强度: 双相不锈钢的强度通常是奥氏体不锈钢的两倍左右,这使得在设计中可以使用更薄的材料,从而减轻重量,降低成本。
更好的耐应力腐蚀开裂性能 (SCC): 相比纯奥氏体不锈钢,双相不锈钢的铁素体相和适当的合金化处理,使其在含氯化物环境下的应力腐蚀开裂抵抗力有了显著提高。
优异的耐点蚀和缝隙腐蚀能力: 通过增加钼和氮的含量,双相不锈钢在海水、化学品等腐蚀性环境中,对点蚀和缝隙腐蚀的抵抗力远超一般的奥氏体不锈钢。
良好的加工性能和焊接性能: 虽然双相不锈钢的强度高,但它的塑性和韧性也足以保证其良好的加工性能和焊接性能,不像一些高强度钢那样难以加工。

回到你的问题:这对“父母”会不会被儿子淘汰掉?

答案是:不会。至少在很长一段时间内不会,而且在很多场合下,它们各自仍然是不可替代的。

原因如下:

1. 应用领域的差异和侧重点不同:
奥氏体不锈钢: 它的综合性能确实非常全面,耐腐蚀、塑韧性好、焊接性好,而且很多牌号没有磁性。这意味着在许多要求极为苛刻,比如需要极高纯度、无磁性、或者长期暴露在复杂腐蚀环境下的场合,比如医疗器械、食品饮料设备、精密仪器、某些化工设备等,奥氏体不锈钢依然是首选。它的稳定性和“老好人”的特质,让它在这些领域很难被轻易取代。
铁素体不锈钢: 它的成本效益非常高,在对耐腐蚀要求不是特别极端,但又需要比普通碳钢更好的耐腐蚀性能的场合,比如汽车排气系统、家用电器外壳、装饰用材等,它就非常合适。它的磁性也不是所有应用都不能接受的缺点,反而有时还能派上用场。而且,在某些特定腐蚀环境下,比如纯粹的氧化性介质中,铁素体不锈钢的性能甚至可以媲美奥氏体不锈钢。

2. 成本和经济性是关键因素:
双相不锈钢虽然综合性能优异,但其生产工艺更复杂,合金元素含量也可能更高(比如钼、氮),因此成本也相应较高。在许多对成本非常敏感,但又不需要双相不锈钢那种极致性能的场合,选择性价比更高的奥氏体或铁素体不锈钢,会是更明智的选择。比如,你不需要那么高的强度和那么强的耐点蚀能力,为什么非要花更多的钱去买一个“儿子”,而选择一个“爸爸”或“妈妈”就能满足需求呢?

3. 特定性能的极致追求:
有些应用对某个特定性能有着极致的要求。例如,某些极端的低温环境,需要材料具备极好的韧性而不发生脆断,可能纯奥氏体不锈钢在低温下的韧性表现会更稳定、更优异。或者在一些对磁性极为敏感的场合,几乎无磁性的奥氏体不锈钢是唯一的选择。

4. 技术成熟度和应用经验:
奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢已经应用了非常久的时间,相关的设计标准、加工经验、维护方法都非常成熟。而双相不锈钢虽然发展迅速,但其应用历史相对较短,在一些领域还需要更长的时间去积累和验证。

所以,与其说“淘汰”,不如说是一种“分化”和“互补”。

双相不锈钢的出现,确实填补了很多性能上的空白,让设计师有了更多的选择,能够以更高的效率和更好的经济性来实现更复杂或更严苛的设计目标。它让那些原本需要高性能奥氏体不锈钢但又对成本有顾虑的场合,找到了新的解决方案;也让那些原本只能选择普通不锈钢但又面临腐蚀或强度挑战的场合,有了升级的可能。

就像家庭一样,儿子优秀,但父母仍然扮演着不可或缺的角色。爸爸有爸爸的坚韧,妈妈有妈妈的温柔和全面,儿子则继承了双方的优点,并且在某些方面展现出“青出于蓝而胜于蓝”的特质。但每个家庭成员都有其独特的价值和位置,不会因为“儿子”的优秀而被完全“淘汰”。

总而言之,双相不锈钢是一个非常成功的“混血儿”,它的出现极大地拓展了不锈钢的应用范围,但奥氏体和铁素体不锈钢因为它们各自独特且优异的性能,以及在成本和特定应用上的优势,依然会在材料世界中占据重要的地位。它们更像是在一个大家族里,各自有了新的定位和更清晰的职责分工,共同推动着材料科学和工程技术的进步。

网友意见

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题主这个问题让我想起来之前一个有趣的故事:让爱因斯坦和一个美女结婚,最后生的孩子是不是宇宙第一美貌与智慧?

这显然不太可能。因为基因是个随机组合的过程。那如果我们用高超的技术让奥氏体和铁素体生了一个兼具双方优点的双相钢,那双相钢是不是就无敌了?

的确,双相钢会继承他们双方所有的优点。跟母亲奥氏体相比,DSS屈服强度要高出一倍多具有成型需要的足够的塑韧性,这个很打动老板,举个例子,采用双相钢制造储罐或者压力容器的壁厚就可以比奥氏体减少30--50%,降低成本就是变相赚钱,我这么讲你同意吧。

另外,应力腐蚀是奥氏体不锈钢难以解决的突出问题,在这一块,就是合金含量最低的双相不锈钢也比奥氏体有更高的耐腐蚀性,尤其是海水尿水这种含氯环境。如果是醋酸、甲酸这些介质里,DSS可以取代高合金奥氏体不锈钢,乃至耐蚀合金。

另外,DSS比奥氏体的线膨胀系数还低,接近碳钢,非常适合和碳钢链接,这工程意义很大的比如说生产个衬里或者复合板。

最后说一下实际应用价值,不论是动载还是静载,DSS都比奥氏体有更高的能量吸收能力,结构件应对爆炸、冲撞等突发事件时,优势要多明显有多明显

他的优秀基因不止把他妈比下去十万八千里,就连他爹(铁素体不锈钢)也望尘莫及。

比如说,铁素体不锈钢贼拉脆,这个是业内共识吧。但是DSS塑韧性就比他爹强呀。所以说人家综合性能素质就好。

再说局部耐腐蚀性能,整体上DSS也是比铁素钢厉害的(耐应力腐蚀性除外)

再说点应用范围,dss冷加工性能和冷成形性能都比他爹强,焊接前不需要预热,焊接后不需要热处理,这两点甩当爹的十八条街。

你看,双相钢牛吧,DSS集合了奥氏体和铁素体所有的优点,是不是就天下无敌了?

俗话说,出来混都是要还的。既然你集合了两者优点,你就要做好承接两者弱点的准备。就像爱因斯坦和世界名模生出来的孩子,既可以又美又聪明,也可以又笨又磕碜。

DSS优势很清楚,跟他妈妈(奥氏体)相比,弱势也很明显:

它的使用温度,必须在250摄氏度以下。有人问了,那我们车间就要在251°使用它,行不行?

行呀,你试试看呗。实践出真知吼。

所以他的应用多面性和普遍性就不如他妈(奥氏体)

那有人问,我不能热,我冷点行不行?行,但是你还要知道一个词,叫做中温脆性区,如果是热处理和焊接,你都要控制好工艺制度,而且他的塑韧性比奥氏体低得多。

那你说,DSS既然比奥氏体相对来说承担了那么多弱点,那他会不会继承来自他爹的弱点,比如说抽烟喝酒打麻将?

还真有,贵。

因为一般的铁素体不含镍,DSS合金含量很高,懂材料的都知道,镍很贵的。

说这么多,其实核心还是“欲戴皇冠,必承其重”,炼钢做人都是这个道理。

题主问的那种万能钢会不会出现?未来可能有。

科技在不断发展,时代也在进步,可是我更愿意相信行业细分。就像我深耕的钢铁领域,不一定越贵的材料越好。比如说你家做一把菜刀,非得用超导吗?你这不是扯。

所以适合的,性价比最高的,才是最好。

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