La canonada d'acer inoxidable dúplex és un tipus d'acer que combina moltes propietats excel·lents, com ara una excel·lent resistència a la corrosió, alta resistència i facilitat de fabricació i processament. Les seves propietats físiques es troben entre l'acer inoxidable austenític i l'acer inoxidable ferrític, però més properes a l'acer inoxidable ferrític i l'acer al carboni. La resistència a la picadura de clorur i la corrosió per esquerdes de les canonades d'acer inoxidable dúplex està relacionada amb el seu contingut de crom, molibdè, tungstè i nitrogen. Pot ser similar a l'acer inoxidable 316 o superior a l'acer inoxidable d'aigua de mar com l'acer inoxidable austenític al 6% Mo. La capacitat de totes les canonades d'acer inoxidable dúplex per resistir la fractura per corrosió per estrès de clorur és significativament més forta que la de l'acer inoxidable austenític de la sèrie 300, i la seva resistència també és molt superior a l'acer inoxidable austenític mentre mostra una bona plasticitat i duresa.

La canonada d'acer inoxidable dúplex s'anomena "dúplex" perquè la seva microestructura metal·logràfica està composta per dos grans d'acer inoxidable, ferrita i austenita. A la imatge següent, la fase d'austenita groga està envoltada per la fase de ferrita blava. Quan la canonada d'acer inoxidable dúplex es fon, primer es solidifica en una estructura completa de ferrita quan es solidifica des de l'estat líquid. A mesura que el material es refreda a temperatura ambient, aproximadament la meitat dels grans de ferrita es transformen en grans d'austenita. El resultat és que aproximadament el 50% de la microestructura és la fase austenita i el 50% és la fase de ferrita.

La canonada dúplex d'acer inoxidable té una microestructura bifàsica d'austenita i ferrita
Característiques de la canonada dúplex d'acer inoxidable
01-Alta resistència: la resistència de la canonada d'acer inoxidable dúplex és aproximadament 2 vegades la de l'acer inoxidable austenític convencional o l'acer inoxidable ferrític. Això permet als dissenyadors reduir el gruix de la paret en determinades aplicacions.

02-Bona duresa i ductilitat: malgrat l'alta resistència de les canonades d'acer inoxidable dúplex, presenten una bona plasticitat i duresa. La duresa i la ductilitat de les canonades d'acer inoxidable dúplex són significativament millors que les de l'acer inoxidable ferrític i l'acer al carboni, i encara mantenen una bona tenacitat fins i tot a temperatures molt baixes com -40 °C/F. Però encara no pot arribar al nivell d'excel·lència de l'acer inoxidable austenític. Límits mínims de propietats mecàniques per a canonades dúplex d'acer inoxidable especificats per les normes ASTM i EN

03-Resistència a la corrosió: la resistència a la corrosió de l'acer inoxidable depèn principalment de la seva composició química. Les canonades d'acer inoxidable dúplex presenten una alta resistència a la corrosió en la majoria d'aplicacions a causa del seu alt contingut de crom, que és favorable en àcids oxidants, i quantitats suficients de molibdè i níquel per suportar una reducció moderada de la corrosió en medis àcids. La capacitat de les canonades d'acer inoxidable dúplex de resistir la picadura d'ions de clorur i la corrosió de les esquerdes depèn del seu contingut de crom, molibdè, tungstè i nitrogen. Els continguts relativament elevats de crom, molibdè i nitrogen de les canonades d'acer inoxidable dúplex els donen una bona resistència a la picadura de clorur i a la corrosió per esquerdes. Es presenten en una gamma de diferents resistències a la corrosió, que van des de graus equivalents a l'acer inoxidable 316, com el tub econòmic d'acer inoxidable dúplex 2101, fins a graus equivalents al 6% d'acer inoxidable de molibdè, com el SAF 2507. Els tubs d'acer inoxidable dúplex tenen molt bons resultats. resistència al craqueig per corrosió per tensió (SCC), que s'"hereta" del costat de la ferrita. La capacitat de totes les canonades d'acer inoxidable dúplex per resistir el craqueig per corrosió per tensió de clorur és significativament millor que la de l'acer inoxidable austenític de la sèrie 300. Els graus estàndard d'acer inoxidable austenític com el 304 i el 316 poden patir esquerdes per corrosió per tensió en presència d'ions clorur, aire humit i temperatures elevades. Per tant, en moltes aplicacions de la indústria química on hi ha un risc més gran de corrosió per estrès, sovint s'utilitzen canonades d'acer inoxidable dúplex en lloc de l'acer inoxidable austenític.

04-Propietats físiques: Entre l'acer inoxidable austenític i l'acer inoxidable ferrític, però més proper a l'acer inoxidable ferrític i l'acer al carboni. En general, es creu que es pot obtenir un bon rendiment quan la proporció de la fase de ferrita a la fase d'austenita a la canonada d'acer inoxidable dúplex és del 30% al 70%. Tanmateix, sovint es considera que les canonades dúplex d'acer inoxidable són aproximadament la meitat de ferrita i la meitat d'austenita. En la producció comercial actual, per obtenir les millors característiques de duresa i processament, la proporció d'austenita és lleugerament més gran. La interacció entre els principals elements d'aliatge, especialment el crom, el molibdè, el nitrogen i el níquel, és molt complexa. Per obtenir una estructura bifàsica estable i beneficiosa per al processament i la fabricació, s'ha de procurar que cada element tingui un contingut adequat.

A més de l'equilibri de fases, la segona gran preocupació pel que fa a la canonada d'acer inoxidable dúplex i la seva composició química és la formació de fases intermetàl·liques nocives a temperatures elevades. La fase σ i la fase χ es formen en acer inoxidable alt en crom i molibdè i precipiten preferentment en la fase de ferrita. L'addició de nitrogen retarda molt la formació d'aquestes fases. Per tant, és important mantenir una quantitat suficient de nitrogen a la solució sòlida. A mesura que augmenta l'experiència amb la fabricació de canonades d'acer inoxidable dúplex, es reconeix cada cop més la importància de controlar intervals de composició estrets. El rang de composició establert inicialment de tubs d'acer inoxidable dúplex 2205 és massa ampli. L'experiència demostra que per obtenir la millor resistència a la corrosió i evitar la formació de fases intermetàl·liques, els continguts de crom, molibdè i nitrogen de S31803 s'han de mantenir als límits mitjà i superior del rang de contingut. Això va conduir a l'acer de doble fase UNS S32205 2205 millorat amb un rang de composició estret.