雙相不鏽鋼（Duplex Stainless Steel）是一種結合了奧斯田體（Austenitic）與鐵素體（Ferritic）兩種晶體結構的不鏽鋼，具有兩者的優點，包括高強度、優良的抗腐蝕性與良好的焊接性。這使其在惡劣環境中（如海洋、化工、油氣）成為極受歡迎的材料。
一、雙相不鏽鋼的特性：
| 特性 | 說明 |
|---|
| 高抗腐蝕性 | 對氯化物引起的點蝕、縫隙腐蝕與應力腐蝕開裂（SCC）有優異抗性，特別優於一般304與316不鏽鋼。 |
| 高強度 | 強度約為一般奧氏體型不鏽鋼的兩倍，能減少材料使用量。 |
| 良好焊接性 | 適當控制熱輸入可避免脆化，適合多種焊接技術。 |
| 成本效益高 | 雖單價比304/316高，但由於強度高，可減少厚度與重量，總體成本具競爭力。 |
二、主要種類：
| 類型 | 代表牌號 | 特性概述 |
|---|
| 標準型 | UNS S31803 / S32205 | 最常用的雙相不鏽鋼，平衡抗腐蝕與機械性能。S32205為改良版，氮含量較高。 |
| 超級雙相鋼 | S32750 / S32760 | 含更高鉬（Mo）、氮（N）與鎳（Ni），具更優異的抗腐蝕性，特別是在海水或酸性環境中。 |
| 精簡型 | S32304 / S32101 | 鎳含量低，成本低，適合結構用途，但耐蝕性稍低於標準型。 |
三、主要用途：
| 應用領域 | 說明 |
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| 海洋工程 | 石油平台、海水淡化裝置、冷卻水系統等，因具抗氯化物腐蝕能力。 |
| 石化與化學工業 | 製程管道、熱交換器、儲槽、反應槽，抗酸鹼腐蝕與高溫環境。 |
| 紙漿與造紙工業 | 處理含氯漂白劑的設備，如洗漿塔與壓力容器。 |
| 建築與結構 | 桁架、橋梁、碼頭欄杆，需強度與耐蝕並重。 |
| 食品加工業 | 某些酸性食品處理、啤酒或乳品設備，耐蝕性佳且無毒。 |
四、不同產業如何選擇雙相不鏽鋼？
| 行業別 | 建議雙相鋼類型 | 選擇理由 |
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| 石化業 | S32205 / S32750 | 高抗蝕性、耐壓、耐裂紋腐蝕。 |
| 海事工程 | S32750 / S32760 | 抗海水腐蝕佳，使用壽命長。 |
| 建築結構 | S32304 / S32101 | 成本效益高，強度足夠。 |
| 食品業 | S31803 / S32205 | 耐酸鹼、符合衛生需求。 |
| 紙漿造紙 | S32205 / S32750 | 抗漂白劑腐蝕佳。 |
五、補充說明：
- 使用須注意溫度範圍：雙相鋼若長時間暴露於高溫（如超過300°C）可能會產生脆化現象（σ相析出），導致機械性質下降。
- 加工與焊接建議：需控制熱輸入與冷卻速度，以避免組織不平衡，保持雙相比例（大約50/50）。
以下是雙相不鏽鋼（DSS）在實際產業上的應用案例，搭配圖片與說明，助您深入理解應用情境與效果：
🔧 一、橋樑與建築結構
- Footbridge / Pedestrian Bridges
在德國某座纖細輕盈的步行橋，即採用2205等級的雙相不鏽鋼建造。其高強度與抗腐蝕特性，讓橋體輕薄且長期維護成本低 (imoa.info)。
- 大型跨海橋樑與水岸設施
如新加坡 Helix Bridge、瑞典 Stockholm Waterfront、阿布達比盧浮宮屋頂等都大量使用雙相與超雙相鋼，兼具結構承重與面對海鹽腐蝕的耐久性 。
⚙️ 二、海洋與船舶設備
🛢 三、石化、油氣與化工設備
- 管線、壓力容器與換熱器
DSS（2205、2507）具備抗氯化物腐蝕、高強度與高韌性，使其成為石化、LNG、地熱與海水淡化設備的首選 (steelcometal.com)。
- 油井、泵浦與分離器構件
在油井流體與排海鹽環境中能穩穩抗蝕，提升壽命與操作安全 。
🍺 四、食品、造紙及工業處理
- 啤酒／食品加工設備
在高溫與酸性環境下仍需安全衛生，2205被用於熱水槽、蒸煮器、導管等 (assda.asn.au)。
- 紙漿／漂白與批次消化槽
DSS因抗酸鹼化學腐蝕，成功取代碳鋼與奧氏體，在紙廠使用已有多年經驗 。
⚡️ 五、能源、熱交換與熱鹼處理
🧪 六、失效分析與品質挑戰
- 應力腐蝕與殘餘應力案例
超厚DSS在冷卻與加工中可能產生殘餘應力，引發裂紋或洩漏等安全問題，需要慎控製程流程 。
- 設計與焊接控製重要性
DSS應用雖多，若未充分控制焊接熱輸入及雙相比，也可能降解耐蝕性能 。
📝 總結與建議
- 選材：2205是最常用的雙相鋼；2507（超雙相）適用更嚴苛的腐蝕與海水場域。
- 製造控管：焊接與加工過程必須控制熱輸入、冷卻速率及殘餘應力，避免σ相析出與脆化。
- 應用對應：依不同產業環境（海水、氯離子、酸鹼、溫壓），選擇適當等級以平衡成本與性能。
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