α＋γ鉻鎳雙相不銹鋼（以下簡稱雙相不銹鋼）的發(fā)展，大致經(jīng)歷了三個(gè)重要階段。根據(jù)雙相不銹鋼所含的特征元素、PRE值、α和γ兩相比例的變化、出現(xiàn)年代以及性能特點(diǎn)，大家習(xí)慣地把雙相不銹鋼分為第一代、第二代和第三代雙相不銹鋼。若按鋼中特征元素分類可分為低合金、中合金和高合金雙相不銹鋼。第一代雙相不銹鋼受兩相比例控制、熱加工性、焊接性以及經(jīng)濟(jì)性等因素的影響，此類鋼的產(chǎn)量較低，但是，現(xiàn)代雙相不銹鋼的問世很大程度上克服了第一代雙相不銹鋼所存在的缺點(diǎn)和不足，現(xiàn)代雙相不銹鋼的應(yīng)用范圍有了進(jìn)一步開發(fā)，已成為一類在工程應(yīng)用領(lǐng)域極具發(fā)展前景的鋼類。
表6.1列出了雙相不銹鋼在不同時(shí)期大致年代的發(fā)展概況和一些主要牌號(hào)。
1971年以前，所開發(fā)的牌號(hào)屬于第一代雙相不銹鋼，其中包括20世紀(jì)30年代的第一個(gè)雙相不銹鋼1Cr25Ni5Mo1.5（453S）。第一代雙相不銹鋼的含氮量處于電弧爐冶煉的常規(guī)水平。雖然第一代雙相不銹鋼已將雙相不銹鋼的性能特點(diǎn)充分顯示了出來，但由于鋼的耐點(diǎn)蝕當(dāng)量PRE值較低，各牌號(hào)間的固溶態(tài)相比例差別也較大，而且尚難以準(zhǔn)確控制，特別是焊后，熔合線和焊縫熱影響區(qū)常常呈現(xiàn)的單相鐵素體組織，導(dǎo)致焊接接頭處雙相鋼優(yōu)良特性顯著下降，甚至完全喪失，嚴(yán)重阻礙了雙相不銹鋼在焊接用途的應(yīng)用和發(fā)展。
1971～1989年問世的牌號(hào)，屬于第二代雙相不銹鋼，特點(diǎn)是鋼中都含有氮。由于氮是強(qiáng)烈形成并穩(wěn)定奧氏體的元素，隨鋼中氮量增加，一方面母材中奧氏體相比例提高，高溫下奧氏體穩(wěn)定性也增加，相同溫度下，轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的數(shù)量會(huì)有所減少［圖6.1a］，另一方面，從高溫冷卻過程中，氮的高擴(kuò)散速率也有利于鐵素體向二次奧氏體γ2的快速轉(zhuǎn)變，從而可防止焊后熔合線和熱影響區(qū)出現(xiàn)單相鐵素體組織。氮的加入為第二代及其以后的幾代雙相不銹鋼的誕生和發(fā)展創(chuàng)造了條件。由于氮在不銹鋼中主要是固溶在奧氏體中，因此氮對(duì)雙相不銹鋼的有益作用實(shí)際上是氮對(duì)雙相不銹鋼中奧氏體組織性能影響的反映。同時(shí)，雙相不銹鋼中的加氮量要受鋼中奧氏體量的限制；而在鐵素體組織中，由于氮的溶解度極低和氮的過飽和，焊后冷卻過程中，會(huì)有更大量的氮化物析出，反而會(huì)使鐵素體組織的性能惡化。前面已經(jīng)述及，現(xiàn)代鐵素體不銹鋼的高純化使傳統(tǒng)鐵素體不銹鋼的缺點(diǎn)和不足有了極大程度的克服，但對(duì)雙相不銹鋼而言，使鐵素體相高純化則難以實(shí)現(xiàn)。因此，雙相不銹鋼由于鐵素體的存在而獲益，但大量非高純鐵素體組織的存在也會(huì)是制約雙相不銹鋼發(fā)展的重要因素。
1990年后所出現(xiàn)的一些牌號(hào)，屬于第三代雙相不銹鋼，特點(diǎn)是鋼中鉬、氮量進(jìn)一步提高，使此類鋼的PRE值≥40％，耐蝕性特別是耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕等性能有了進(jìn)一步改善，目前又稱之為超級(jí)雙相不銹鋼（常以SD代表）。
進(jìn)入2000年以來，雙相不銹鋼的發(fā)展呈現(xiàn)兩種趨勢。一方面進(jìn)一步提高鋼中合金元素含量以獲得更高強(qiáng)度和更加優(yōu)良的耐蝕性，如瑞典Sandvik公司新開發(fā)的SAF 2707和SAF 3207。PRE值大于45％，稱特超級(jí)雙相不銹鋼（常以HD表示）。另一方面轉(zhuǎn)向開發(fā)低鎳量且不含鉬或僅含少量鉬的經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼，以降低雙相不銹鋼的成本和售價(jià)，并顯著改善雙相不銹鋼的熱加工性和焊接性，從而增加雙相不銹鋼與其他類型不銹鋼的競爭優(yōu)勢。目前列入經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼的有20世紀(jì)80年代開發(fā)的SAF 2304（00Cr23Ni4N）和2000年以來問世的20％～21％Cr型的AN19D（00Cr20Mn5Ni2N）和LDX 2101（00Cr21Mn5Ni1.5N）、ATI 2102（00Cr21Mn2.5Ni1.5N），22％Cr型的 ATI 2201 (00Cr22Ni1.5N)、UR 2202 (00Cr22Ni2N)、LDX 2404 (00Cr24Ni4Mn3Mo1.5N)以及含1.5％Mo的AL 2003（ATI 2003,00Cr21Ni3.5Mo1.5N）。在一些腐蝕環(huán)境中，含20％～22％Cr、含1.5％Ni的幾種牌號(hào)可代替304、304L；SAF 2304可代替304、304L，甚至316和316L；含1.5％Mo的AL 2003則可代316、316L和SAF 2205。
從第二代和第三代以及第四代雙相不銹鋼的問世和發(fā)展過程中，可以觀察到用提高鋼中鉻量并加氮相結(jié)合合金化以節(jié)約鉻鎳奧氏體中的貴重元素鎳、鉬的思路。這種思路充分利用了鉻、氮的特性和鋼中鉻與氮共存的優(yōu)勢。
圖6.1（b）指出了幾代雙相不銹鋼的演變過程。圖6.1（b）中指出：雙相不銹鋼中的Cr＋Mo量應(yīng)≥21％，以防止冷成型引發(fā)馬氏體相變而導(dǎo)致的鋼的性能（包括耐蝕性、力學(xué)性能等）的下降；Cr＋Mo量應(yīng)≤35％，以防止鋼的組織熱穩(wěn)定性下降，金屬間相沉淀而引發(fā)的塑、韌性，熱加工性和焊接性以及耐蝕性的劣化；畫出了氮的固溶度極限，提醒人們注意雖然氮是有益元素，但鋼中加入大量的氮，氮化物析出也是有害的，氮量若超過溶解度極限，鋼在凝固過程中，氮會(huì)溢出而造成廢品。
32304為00Cr23Ni4；31803和32205均為00Cr23Ni5Mo3N特超級(jí)雙相鋼3207HD， Cr＋Mo量均已達(dá)36％，氮量上限已達(dá)0.6％
