隨著現代工業技術的發展,傳統的奧氏體型不銹鋼管暴露出它在晶間腐蝕、應力腐蝕、點腐蝕和縫隙腐蝕等局部腐蝕方面的抵抗力不足,尤其是應力腐蝕引起的斷裂,其危害性極大。這些問題限制了奧氏體不銹鋼在化工、煉油等工業中的更廣泛使用。自20世紀30年代以來,各國冶金工作者為解決奧氏體型不銹鋼管抗應力腐蝕能力差的問題進行了大量科研工作,在不銹鋼系列中開發出了新鋼種,如奧氏體-鐵素體型不銹鋼(簡稱雙相不銹鋼管)。這類鋼綜合了奧氏體型和鐵素體型不銹鋼管兩者的優點,具有良好的韌性、強度和焊接性,其中屈服強度可達普通不銹鋼管的2倍,其優良的耐中性氯化物應力腐蝕性能遠遠超過18-8型不銹鋼,并具有良好的抗孔蝕和縫隙腐蝕的能力;同時該類鋼中鎳含量只有18-8型不銹鋼含鎳量的一半,有利于解決世界上工業用鎳資源的不足的問題,所以該類鋼一問世立即得到重視。20世紀60年代中期研制出的第一代雙相不銹鋼管的代表性鋼號為瑞典3RE60,它具有良好的焊接性和成形性,能廣泛代替304L(022Cr19Ni10)和316L (022Cr17Ni12Mo2)不銹鋼,用于工業用水熱交換器的管子,解決了奧氏體型不銹鋼管因氯離子而引起應力腐蝕斷裂的事故。但是,由于該類鋼在焊接熱影響區易出現單相鐵素體組織,從而喪失雙相不銹鋼管的耐應力腐蝕和耐晶間腐蝕的特征,尚難于全面推廣應用。
20世紀70年代以來,隨著二次精煉技術AOD和VOD等方法的出現及普及應用,不僅獲得了超低碳不銹鋼,同時還能精確控制鋼中氮元素的含量。氮作為奧氏體形成元素,對雙相不銹鋼管有重要作用。鋼中加入氮,其焊接接頭熱影響區在快速熱循環冷卻時,能促進高溫下形成的鐵素體逆轉,得到足夠的奧氏體以維持必要的相平衡,從而提高焊接接頭的耐蝕性;氮還可以提高富氮奧氏體相的耐孔蝕能力,與富鉻、鉬的鐵素體相取得平衡,提高材料整體的耐孔蝕性能;氮還能減輕鉻、鎳等元素在兩相中分布的差異,降低選擇腐蝕的傾向性。正由于氮元素具有獨特的效果,加之鋼中易獲得的超低碳含量[w(C)≤0.03%],改進了第一代雙相不銹鋼管的缺點,使得新一代超低碳雙相不銹鋼能在焊接結構中得到應用。
我國從20世紀80年代開始,已將雙相不銹鋼作為一個獨立系列的鋼種與鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不銹鋼并列,共有七種牌號如022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr19Ni5Ti和03Cr25Ni6Mo3Cu2N等。奧氏體-鐵素體型不銹鋼又稱雙相不銹鋼,它是由體積分數為60%~40%的鐵素體加體積分數為40%~60%奧氏體組成的。雙相不銹鋼與鐵素體型和奧氏體型不銹鋼的不同之處是,在熱處理過程中有相的轉變,即改變了兩相之間的比例關系。我國在煉油工業中使用雙相不銹鋼制作常減壓裝置、催化裂化裝置、延遲焦化裝置。在大氮肥、尿素裝置中,它作為二氧化碳壓縮機高、中、低三段列管式冷卻器管束的材料;在制鹽工業中,它又作為真空制鹽蒸發罐和內熱式四效蒸發器、蒸發和加熱室的材料;現在輸油和天然氣的管路也大量采用雙相不銹鋼材料。雙相不銹鋼有可能部分取代奧氏體型不銹鋼,將有廣闊的發展前景。