Duplex vlekvrye staal pyp is 'n tipe staal wat baie uitstekende eienskappe kombineer soos uitstekende weerstand teen korrosie, hoë sterkte, en gemak van vervaardiging en verwerking. Hul fisiese eienskappe is tussen austenitiese vlekvrye staal en ferritiese vlekvrye staal, maar nader aan ferritiese vlekvrye staal en koolstofstaal. Die weerstand teen chloriedputting en spleetkorrosie van dupleks vlekvrye staalpype hou verband met die chroom-, molibdeen-, wolfram- en stikstofinhoud daarvan. Dit kan soortgelyk wees aan 316 vlekvrye staal of hoër as seewater vlekvrye staal soos 6% Mo austenitiese vlekvrye staal. Die vermoë van alle dupleks-vlekvrye staalpype om chloriedspanning-korrosiebreuk te weerstaan, is aansienlik sterker as dié van 300-reeks austenitiese vlekvrye staal, en die sterkte daarvan is ook baie hoër as austenitiese vlekvrye staal terwyl dit goeie plastisiteit en taaiheid toon.

Dupleks vlekvrye staalpyp word "dupleks" genoem omdat die metallografiese mikrostruktuur uit twee vlekvrye staalkorrels, ferriet en austeniet, bestaan. In die prentjie hieronder word die geel austenietfase omring deur die blou ferrietfase. Wanneer dupleks vlekvrye staal pyp smelt, stol dit eers in 'n volledige ferrietstruktuur wanneer dit uit die vloeibare toestand stol. Soos die materiaal afkoel tot kamertemperatuur, verander ongeveer die helfte van die ferrietkorrels in austenietkorrels. Die gevolg is dat ongeveer 50% van die mikrostruktuur die austenietfase is en 50% die ferrietfase.

Duplex vlekvrye staal pyp het 'n twee-fase mikrostruktuur van austeniet en ferriet
Eienskappe van dupleks vlekvrye staal pyp
01-Hoë sterkte: Die sterkte van dupleks vlekvrye staal pyp is ongeveer 2 keer dié van konvensionele austenitiese vlekvrye staal of ferritiese vlekvrye staal. Dit laat ontwerpers toe om muurdikte in sekere toepassings te verminder.

02-Goeie taaiheid en rekbaarheid: Ten spyte van die hoë sterkte van dupleks vlekvrye staalpype, vertoon hulle goeie plastisiteit en taaiheid. Die taaiheid en rekbaarheid van dupleks vlekvrye staalpype is aansienlik beter as dié van ferritiese vlekvrye staal en koolstofstaal, en hulle handhaaf steeds goeie taaiheid selfs by baie lae temperature soos -40°C/F. Maar dit kan steeds nie die vlak van uitnemendheid van austenitiese vlekvrye staal bereik nie. Minimum limiete vir meganiese eienskappe vir dupleks vlekvrye staal pype gespesifiseer deur ASTM en EN standaarde

03-Korrosiebestandheid: Die korrosiebestandheid van vlekvrye staal hang hoofsaaklik af van die chemiese samestelling daarvan. Dupleks vlekvrye staalpype vertoon hoë korrosiebestandheid in die meeste toepassings as gevolg van hul hoë chroominhoud, wat gunstig is in oksiderende sure, en voldoende hoeveelhede molibdeen en nikkel om matige vermindering te weerstaan ​​Korrosie in suur media. Die vermoë van dupleks-vlekvrye staalpype om chloried-ioonputting en spleetkorrosie te weerstaan ​​hang af van hul chroom-, molibdeen-, wolfram- en stikstofinhoud. Die relatief hoë chroom-, molibdeen- en stikstofinhoud van dupleks vlekvrye staalpype gee hulle goeie weerstand teen chloriedputting en spleetkorrosie. Hulle kom in 'n reeks verskillende korrosie weerstande, wat wissel van grade gelykstaande aan 316 vlekvrye staal, soos ekonomiese dupleks vlekvrye staal pyp 2101, tot grade gelykstaande aan 6% molibdeen vlekvrye staal, soos SAF 2507. Dupleks vlekvrye staal pype het baie goeie weerstand teen spanningskorrosie-krake (SCC), wat van die ferrietkant “geërf” word. Die vermoë van alle dupleks-vlekvrye staalpype om chloriedspanning-korrosie-krake te weerstaan ​​is aansienlik beter as dié van 300-reeks austenitiese vlekvrye staal. Standaard austenitiese vlekvrye staal grade soos 304 en 316 kan ly aan spanningskorrosie krake in die teenwoordigheid van chloriedione, vogtige lug en verhoogde temperature. Daarom, in baie toepassings in die chemiese industrie waar daar 'n groter risiko van spanningskorrosie is, word dupleks vlekvrye staalpype dikwels in plaas van austenitiese vlekvrye staal gebruik.

04-Fisiese eienskappe: Tussen austenitiese vlekvrye staal en ferritiese vlekvrye staal, maar nader aan ferritiese vlekvrye staal en koolstofstaal. Daar word algemeen geglo dat goeie werkverrigting verkry kan word wanneer die verhouding van ferrietfase tot austenietfase in dupleks vlekvrye staalpyp 30% tot 70% is. Dupleks vlekvrye staalpype word egter dikwels beskou as ongeveer half ferriet en half austeniet. In huidige kommersiële produksie, om die beste taaiheid en verwerkingseienskappe te verkry, is die proporsie austeniet effens groter. Die interaksie tussen die hooflegeringselemente, veral chroom, molibdeen, stikstof en nikkel, is baie kompleks. Om 'n stabiele tweefase-struktuur te verkry wat voordelig is vir verwerking en vervaardiging, moet sorg gedra word dat elke element 'n toepaslike inhoud het.

Benewens fasebalans, is die tweede groot bekommernis rakende dupleks vlekvrye staalpyp en die chemiese samestelling daarvan die vorming van skadelike intermetaalfases by verhoogde temperature. σ fase en χ fase word gevorm in hoë chroom en hoë molibdeen vlekvrye staal en presipiteer verkieslik in die ferriet fase. Die byvoeging van stikstof vertraag die vorming van hierdie fases baie. Dit is dus belangrik om 'n voldoende hoeveelheid stikstof in die vaste oplossing te handhaaf. Namate ondervinding met die vervaardiging van dupleks vlekvrye staalpyp toeneem, word die belangrikheid van die beheer van nou samestellingsreekse toenemend erken. Die aanvanklik gestelde samestellingreeks van 2205 dupleks vlekvrye staalpyp is te wyd. Ervaring toon dat om die beste korrosiebestandheid te verkry en die vorming van intermetaalfases te vermy, die chroom-, molibdeen- en stikstofinhoud van S31803 by die middel- en boonste grense van die inhoudreeks gehou moet word. Dit het gelei tot die verbeterde 2205-dubbelfasestaal UNS S32205 met 'n nou samestellingreeks.