2205双相钢，使用上限300℃，SR热处理怎么办？

双相不锈钢因其较高的抗点蚀当量，是一些介质环境中非常好的选择。 

The alloy tree 之 2205

HG20581：耐点蚀当量PRE可“全面代表”不锈钢耐局部腐蚀能力，为什么？

但在GB/T 150.2中，S22053等奥氏体-铁素体双相不锈钢的允许使用温度下限为-20℃，上限为300℃，范围较窄，为什么这么窄？那像双相钢复合板的五六百℃的去应力退火怎么办？这些问题我们逐个来看一下~ 

一、使用温度下限，取决于啥？

双相钢的使用下限取决于其脆性转变温度，参考文献[1]给出的几种双相钢脆性转变温度如下图所示，从图中能够发现，像2205在-25℃左右附近，其冲击韧性就急剧下降，而压力容器又要求在使用过程中始终有一定的韧性储备，所以双相钢的使用温度下限在-20℃就不难理解了。

二、使用温度上限，取决于啥？

双相钢的使用温度上限取决于双相钢等的“475℃脆性”现象，根据参考文献[1]和[2]有:含铁素体相的合金在316℃～540℃温度范围长期使用时（注意这个“长期”），脆性金属间化合物析出，并逐渐累积，导致材料产生脆化，尤其在475℃附近时脆化最为敏感。   

三、双相钢复合板的去应力退火热处理工艺

2205+Q345R复合板在经过爆炸或轧制等巨大外力作用后，会给复合板留下一定的残余应力，如果残余应力得不到释放，使用过程中会叠加到壳体的一次应力，导致设备局部应力超标引起失效，所以，复合板作为原材料也通常进行去应力退火。

对于复合板的去应力退火，应保证复层耐腐蚀能力的前提下，应尽可能地提高热处理温度。而双相钢在300℃~600℃温度下，不仅有“475℃脆化”现象，还有个“σ相脆化”问题。

“σ相脆化”是指，300系列不锈钢、双相不锈钢和其他铬元素含量超过17%（质量分数）的不锈钢材料，在538℃～925℃温度范围内保温一段时间或长期使用时，析出σ相（金属间化合物）而导致材料变脆的过程。不过，根据参考文献[1]，庆幸的是σ相的形成速度也较慢，约需数小时。

文献[3]的研究表明：6+41mm厚的2205+Q345R爆炸复合板试板在480~600℃加热保温1~4h后炉冷进行去应力退火，力学性能、耐晶间腐蚀性能均合格，文献推荐的去应力退火热处理工艺为540~560 ℃，1~4 h炉冷。

参考文献：

[1] 吴玖. 双相不锈钢[M]. 北京: 冶金工业出版社,2000.

[2] 承压设备损伤模式识别: GB/T30579-2014 [S].

[3] 刘燕平, 李平仓, 刘凯, 等. 热处理工艺对2205-Q345R 爆炸复合板性能的影响[J]. 中国舰船研究, 2016, 11(3).