30年代,法國和美國首先發(fā)展了奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼。最早是在法國(1930年左右)因冶煉18-8奧氏體不銹鋼時(shí)配錯料(鉻高)而偶然發(fā)現(xiàn)雙相鋼具有優(yōu)良的耐晶間腐蝕等性能。美國發(fā)現(xiàn)在奧氏體不銹鋼焊縫組織中,若含有適當(dāng)少量鐵素體(例如5%的δ相),不僅能改善晶間腐蝕敏感性,而且可以防止焊接熱裂紋的發(fā)生。從而開始了雙相不銹鋼的研究。其早期工業(yè)應(yīng)用,主要著眼于良好的抗晶間腐蝕性能(雖然在40年代初已發(fā)現(xiàn)雙相不銹鋼對應(yīng)力腐蝕不敏感)。但由于當(dāng)時(shí)它在鍛、軋加工等方面的困難,多用來制造鑄件使用。例如法國的Uranus50(Cr20Ni8Mo2.5型鋼、含1.5%Cu),具有良好鑄造性能,可強(qiáng)化,補(bǔ)焊后不需進(jìn)行熱處理,對晶間腐蝕不敏感。
40年代,為節(jié)約鉻鎳奧氏體不銹鋼中的鎳,開展了以錳、氮部分或全部代鎳的研究。如1941年德國研究了Cr-Mn-N鋼及其應(yīng)用范圍等。50年代各國(如美、蘇、捷、中等國)開展了進(jìn)一步研究Cr-Mn-Ni-N奧氏體不銹鋼,如美國AISI201,202(相當(dāng)GB1Cr17Mn6Ni5N、1Cr18Mn8Ni5N)于1955年列入標(biāo)準(zhǔn)并推廣應(yīng)用。在Cr-Mn-N或Cr-Mn-Ni-N的基礎(chǔ)上,也發(fā)展了鉻錳雙相不銹鋼。如我國于1958年開始研制的0Cr17Mn14Mo2N(簡稱A4)鋼,屬無鎳奧氏體一鐵素體雙相不銹鋼。在1050℃固溶處理(交貨態(tài))后,組織中的8鐵素體量約在20~40%之間。但因雙相不銹鋼工藝性能較差等原因,阻礙其大批量生產(chǎn)和應(yīng)用。
50至60年代,由于應(yīng)力腐蝕問題日益突出,耐應(yīng)力腐蝕性能良好的雙相不銹鋼,獲得迅速發(fā)展。研究表明,奧氏體不銹鋼中,若含有較多的鐵素體,可顯著提高其抗應(yīng)力腐蝕性能。對超塑性現(xiàn)象的研究(所謂超塑性,是把溫度較高,且內(nèi)外溫度均勻的試樣拉伸,能出現(xiàn)相當(dāng)高的延伸率而不發(fā)生頸縮現(xiàn)象),發(fā)現(xiàn)利用第二相的存在(如在鐵素體的基體上有彌散分布的奧氏體相存在),最易獲得超塑性的微細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)。具有代表性的是美國1970年投放市場的326雙相不銹鋼(Cr26Ni6.5合金),只要機(jī)械熱處理(或形變熱處理)工藝控制恰當(dāng),在870~980℃之間加工性能很好。這些均促進(jìn)了一批新型成分平衡的耐應(yīng)力腐蝕的雙相不銹鋼的開發(fā)和應(yīng)用。目前常用的新型雙相不銹鋼主要是鐵素體-奧氏體型,我國70年代以來新發(fā)展的一系列鋼也基本屬于此類型,并多為超低碳雙相不銹鋼,已經(jīng)獲得了推廣應(yīng)用。