Duplexní trubka z nerezové oceli je druh oceli, který kombinuje mnoho vynikajících vlastností, jako je vynikající odolnost proti korozi, vysoká pevnost a snadná výroba a zpracování. Jejich fyzikální vlastnosti jsou mezi austenitickou nerezovou ocelí a feritickou nerezovou ocelí, ale blíže feritické nerezové oceli a uhlíkové oceli. Odolnost duplexních trubek z nerezové oceli vůči chloridové důlkové a štěrbinové korozi souvisí s obsahem chrómu, molybdenu, wolframu a dusíku. Může být podobná nerezové oceli 316 nebo vyšší než nerezová ocel z mořské vody, jako je 6% Mo austenitická nerezová ocel. Schopnost všech duplexních trubek z nerezové oceli odolávat chloridovému koroznímu lomu je výrazně silnější než u austenitické nerezové oceli řady 300 a její pevnost je také mnohem vyšší než u austenitické nerezové oceli, přičemž vykazuje dobrou plasticitu a houževnatost.

Duplexní trubka z nerezové oceli se nazývá „duplex“, protože její metalografická mikrostruktura se skládá ze dvou zrn nerezové oceli, feritu a austenitu. Na obrázku níže je žlutá austenitová fáze obklopena modrou feritovou fází. Když se duplexní trubka z nerezové oceli roztaví, nejprve ztuhne do úplné feritové struktury, když ztuhne z kapalného stavu. Když se materiál ochladí na pokojovou teplotu, asi polovina feritových zrn se přemění na austenitová zrna. Výsledkem je, že přibližně 50 % mikrostruktury tvoří austenitová fáze a 50 % feritová fáze.

Duplexní trubka z nerezové oceli má dvoufázovou mikrostrukturu austenitu a feritu
Charakteristika duplexní nerezové trubky
01-Vysoká pevnost: Pevnost duplexních trubek z nerezové oceli je přibližně 2krát větší než u konvenční austenitické nerezové oceli nebo feritické nerezové oceli. To umožňuje návrhářům snížit tloušťku stěny v určitých aplikacích.

02-Dobrá houževnatost a tažnost: Navzdory vysoké pevnosti duplexních trubek z nerezové oceli vykazují dobrou plasticitu a houževnatost. Houževnatost a tažnost duplexních nerezových trubek je výrazně lepší než u feritické nerezové oceli a uhlíkové oceli a stále si zachovávají dobrou houževnatost i při velmi nízkých teplotách, jako je -40 °C/F. Stále však nemůže dosáhnout úrovně dokonalosti austenitické nerezové oceli. Minimální meze mechanických vlastností pro duplexní trubky z nerezové oceli stanovené normami ASTM a EN

03-Odolnost proti korozi: Odolnost korozivzdorné oceli závisí především na jejím chemickém složení. Duplexní trubky z nerezové oceli vykazují ve většině aplikací vysokou odolnost proti korozi díky vysokému obsahu chrómu, který je příznivý v oxidačních kyselinách, a dostatečnému množství molybdenu a niklu, aby vydržely mírnou redukci. Koroze v kyselém prostředí. Schopnost duplexních trubek z nerezové oceli odolávat důlkové korozi chloridových iontů a štěrbinové korozi závisí na obsahu chrómu, molybdenu, wolframu a dusíku. Relativně vysoký obsah chromu, molybdenu a dusíku v duplexních trubkách z nerezové oceli jim dává dobrou odolnost proti chloridové důlkové a štěrbinové korozi. Dodávají se v řadě různých korozních odolností, od tříd ekvivalentních nerezové oceli 316, jako je ekonomická duplexní nerezová trubka 2101, až po třídy ekvivalentní 6% molybdenové nerezové oceli, jako je SAF 2507. Duplexní nerezové trubky mají velmi dobré odolnost proti koroznímu praskání (SCC), která je „zděděna“ z feritové strany. Schopnost všech duplexních trubek z nerezové oceli odolávat chloridovému koroznímu praskání je výrazně lepší než u austenitické nerezové oceli řady 300. Standardní třídy austenitické nerezové oceli jako 304 a 316 mohou trpět korozním praskáním v přítomnosti chloridových iontů, vlhkého vzduchu a zvýšených teplot. Proto se v mnoha aplikacích v chemickém průmyslu, kde je větší riziko koroze pod napětím, často místo austenitické nerezové oceli používají duplexní trubky z nerezové oceli.

04-Fyzikální vlastnosti: Mezi austenitickou nerezovou ocelí a feritickou nerezovou ocelí, ale blíže k feritické nerezové oceli a uhlíkové oceli. Obecně se má za to, že dobrého výkonu lze dosáhnout, když poměr feritové fáze k austenitové fázi v duplexní trubce z nerezové oceli je 30 % až 70 %. Duplexní trubky z nerezové oceli jsou však často považovány za zhruba z poloviny feritové a z poloviny austenitové. V současné komerční výrobě je pro dosažení nejlepší houževnatosti a zpracovatelských charakteristik o něco větší podíl austenitu. Interakce mezi hlavními legujícími prvky, zejména chromem, molybdenem, dusíkem a niklem, je velmi složitá. Pro získání stabilní dvoufázové struktury, která je prospěšná pro zpracování a výrobu, je třeba dbát na to, aby každý prvek měl odpovídající obsah.

Kromě fázové rovnováhy je druhým hlavním problémem duplexních trubek z nerezové oceli a jejich chemického složení tvorba škodlivých intermetalických fází při zvýšených teplotách. σ fáze a χ fáze se tvoří v nerezové oceli s vysokým obsahem chrómu a molybdenu a přednostně se vysrážejí ve feritové fázi. Přídavek dusíku značně zpomaluje tvorbu těchto fází. Je proto důležité udržovat dostatečné množství dusíku v tuhém roztoku. S přibývajícími zkušenostmi s výrobou duplexních trubek z nerezové oceli se stále více uznává význam kontroly úzkých rozsahů složení. Původně nastavený rozsah složení duplexní trubky z nerezové oceli 2205 je příliš široký. Zkušenosti ukazují, že pro dosažení nejlepší odolnosti proti korozi a zamezení tvorby intermetalických fází by měl být obsah chrómu, molybdenu a dusíku S31803 udržován na střední a horní hranici rozsahu obsahu. To vedlo k vylepšené dvoufázové oceli 2205 UNS S32205 s úzkým rozsahem složení.