Дуплексната тръба от неръждаема стомана е вид стомана, която съчетава много отлични свойства като отлична устойчивост на корозия, висока якост и лекота на производство и обработка. Техните физически свойства са между аустенитна неръждаема стомана и феритна неръждаема стомана, но по-близо до феритна неръждаема стомана и въглеродна стомана. Устойчивостта на дуплексни тръби от неръждаема стомана на хлоридна питинг и корозия на пукнатини е свързана със съдържанието на хром, молибден, волфрам и азот. Тя може да бъде подобна на неръждаема стомана 316 или по-висока от неръждаема стомана с морска вода, като 6% Mo аустенитна неръждаема стомана. Способността на всички дуплексни тръби от неръждаема стомана да издържат на корозионно счупване от хлориден стрес е значително по-силна от тази на аустенитната неръждаема стомана от серия 300 и нейната здравина също е много по-висока от аустенитната неръждаема стомана, като същевременно показва добра пластичност и издръжливост.

Дуплексната тръба от неръждаема стомана се нарича „дуплекс“, тъй като нейната металографска микроструктура се състои от две зърна от неръждаема стомана, ферит и аустенит. На снимката по-долу жълтата аустенитна фаза е заобиколена от синята феритна фаза. Когато дуплексната тръба от неръждаема стомана се разтопи, тя първо се втвърдява в пълна феритна структура, когато се втвърди от течно състояние. Когато материалът се охлади до стайна температура, около половината от феритните зърна се трансформират в аустенитни зърна. Резултатът е, че приблизително 50% от микроструктурата е аустенитна фаза и 50% е феритна фаза.

Дуплексната тръба от неръждаема стомана има двуфазна микроструктура от аустенит и ферит
Характеристики на дуплексната тръба от неръждаема стомана
01-Висока якост: Якостта на дуплексната тръба от неръждаема стомана е приблизително 2 пъти по-голяма от тази на конвенционалната аустенитна неръждаема стомана или феритна неръждаема стомана. Това позволява на дизайнерите да намалят дебелината на стените в определени приложения.

02-Добра издръжливост и пластичност: Въпреки високата якост на дуплексните тръби от неръждаема стомана, те показват добра пластичност и издръжливост. Издръжливостта и пластичността на дуплексните тръби от неръждаема стомана са значително по-добри от тези на феритна неръждаема стомана и въглеродна стомана и те все още поддържат добра издръжливост дори при много ниски температури като -40°C/F. Но все още не може да достигне нивото на съвършенство на аустенитната неръждаема стомана. Минимални ограничения на механичните свойства за дуплексни тръби от неръждаема стомана, определени от стандартите ASTM и EN

03-Устойчивост на корозия: Устойчивостта на корозия на неръждаемата стомана зависи главно от нейния химически състав. Дуплексните тръби от неръждаема стомана показват висока устойчивост на корозия в повечето приложения поради високото си съдържание на хром, което е благоприятно при окислителни киселини, и достатъчни количества молибден и никел, за да издържат на умерена редуцираща корозия в кисела среда. Способността на дуплексните тръби от неръждаема стомана да издържат на питинг на хлоридни йони и корозия на пукнатини зависи от тяхното съдържание на хром, молибден, волфрам и азот. Относително високото съдържание на хром, молибден и азот в дуплексните тръби от неръждаема стомана им осигурява добра устойчивост на хлоридна питингова и цепнатина корозия. Те се предлагат в набор от различни устойчивости на корозия, вариращи от степени, еквивалентни на неръждаема стомана 316, като икономичната дуплексна тръба от неръждаема стомана 2101, до степени, еквивалентни на 6% неръждаема стомана с молибден, като SAF 2507. Дуплексните тръби от неръждаема стомана имат много добри устойчивост на корозионно напукване под напрежение (SCC), която е „наследена“ от феритната страна. Способността на всички дуплексни тръби от неръждаема стомана да издържат на корозионно напукване от хлориден стрес е значително по-добра от тази на аустенитната неръждаема стомана от серия 300. Стандартните класове аустенитна неръждаема стомана като 304 и 316 могат да страдат от корозионно напукване под напрежение в присъствието на хлоридни йони, влажен въздух и повишени температури. Следователно, в много приложения в химическата промишленост, където има по-голям риск от корозия под напрежение, дуплексните тръби от неръждаема стомана често се използват вместо аустенитна неръждаема стомана.

04-Физични свойства: Между аустенитна неръждаема стомана и феритна неръждаема стомана, но по-близо до феритна неръждаема стомана и въглеродна стомана. Обикновено се смята, че може да се постигне добра производителност, когато съотношението на феритната фаза към аустенитната фаза в дуплексната тръба от неръждаема стомана е 30% към 70%. Дуплексните тръби от неръждаема стомана обаче често се считат за грубо наполовина феритни и наполовина аустенитни. При текущото търговско производство, за да се получат най-добрите характеристики на якост и обработка, делът на аустенита е малко по-голям. Взаимодействието между основните легиращи елементи, особено хром, молибден, азот и никел, е много сложно. За да се получи стабилна двуфазна структура, която е полезна за обработка и производство, трябва да се внимава всеки елемент да има подходящо съдържание.

В допълнение към фазовия баланс, вторият основен проблем по отношение на дуплексната тръба от неръждаема стомана и нейния химически състав е образуването на вредни интерметални фази при повишени температури. σ фазата и χ фазата се образуват в неръждаема стомана с високо съдържание на хром и високо съдържание на молибден и за предпочитане се утаяват във феритната фаза. Добавянето на азот значително забавя образуването на тези фази. Поради това е важно да се поддържа достатъчно количество азот в твърдия разтвор. Тъй като опитът с дуплексното производство на тръби от неръждаема стомана се увеличава, значението на контролирането на тесни диапазони на състава се признава все повече. Първоначално зададеният диапазон на състава на 2205 дуплексна тръба от неръждаема стомана е твърде широк. Опитът показва, че за да се получи най-добра устойчивост на корозия и да се избегне образуването на интерметални фази, съдържанието на хром, молибден и азот в S31803 трябва да се поддържа в средната и горната граница на диапазона на съдържание. Това доведе до подобрената 2205 двуфазна стомана UNS S32205 с тесен диапазон на състава.