لوله فولادی ضد زنگ دوبلکس نوعی فولاد است که خواص بسیار خوبی از جمله مقاومت در برابر خوردگی عالی، استحکام بالا و سهولت در ساخت و پردازش را با هم ترکیب می کند. خواص فیزیکی آنها بین فولاد زنگ نزن آستنیتی و فولاد ضد زنگ فریتی است، اما به فولاد زنگ نزن فریتی و فولاد کربن نزدیکتر است. مقاومت لوله‌های فولادی ضد زنگ دوبلکس در برابر حفره‌های کلرید و خوردگی شکافی مربوط به محتوای کروم، مولیبدن، تنگستن و نیتروژن آن است. این می تواند مشابه فولاد ضد زنگ 316 یا بالاتر از فولاد ضد زنگ آب دریا مانند فولاد ضد زنگ آستنیتی 6% مو باشد. توانایی تمام لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس برای مقاومت در برابر شکست خوردگی تنش کلرید به طور قابل توجهی قوی تر از فولاد زنگ نزن آستنیتی سری 300 است و همچنین استحکام آن بسیار بالاتر از فولاد زنگ نزن آستنیتی است در حالی که انعطاف پذیری و چقرمگی خوبی را نشان می دهد.

لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس به این دلیل که ریزساختار متالوگرافی آن از دو دانه فولاد ضد زنگ فریت و آستنیت تشکیل شده است، "دوپلکس" نامیده می شود. در تصویر زیر فاز آستنیت زرد توسط فاز فریت آبی احاطه شده است. هنگامی که لوله فولادی ضد زنگ دوبلکس ذوب می شود، ابتدا وقتی از حالت مایع جامد می شود، به یک ساختار فریت کامل تبدیل می شود. با سرد شدن مواد تا دمای اتاق، حدود نیمی از دانه های فریت به دانه های آستنیت تبدیل می شوند. نتیجه این است که تقریباً 50 درصد ریزساختار فاز آستنیت و 50 درصد فاز فریت است.

لوله فولادی ضد زنگ دوبلکس دارای ریزساختار دوفاز آستنیت و فریت می باشد
ویژگی های لوله فولادی ضد زنگ دوبلکس
01-استحکام بالا: استحکام لوله فولادی ضد زنگ دوبلکس تقریباً 2 برابر فولاد زنگ نزن آستنیتی معمولی یا فولاد ضد زنگ فریتی است. این به طراحان اجازه می دهد تا ضخامت دیوار را در کاربردهای خاص کاهش دهند.

02- چقرمگی و شکل پذیری خوب: با وجود استحکام بالای لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس، انعطاف پذیری و چقرمگی خوبی از خود نشان می دهند. چقرمگی و شکل پذیری لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس به طور قابل توجهی بهتر از لوله های فولادی ضد زنگ فریتی و فولاد کربنی است و همچنان چقرمگی خوبی را حتی در دماهای بسیار پایین مانند -40 درجه سانتیگراد حفظ می کنند. اما هنوز نمی تواند به سطح عالی فولاد زنگ نزن آستنیتی برسد. حداقل محدودیت های مکانیکی برای لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس مشخص شده توسط استانداردهای ASTM و EN

03-مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ عمدتاً به ترکیب شیمیایی آن بستگی دارد. لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس در اکثر کاربردها به دلیل محتوای کروم بالا که در اسیدهای اکسید کننده مطلوب است و مقادیر کافی مولیبدن و نیکل برای مقاومت در برابر خوردگی کاهش متوسط ​​در محیط های اسیدی مقاومت به خوردگی بالایی از خود نشان می دهند. توانایی لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس برای مقاومت در برابر حفره های یونی کلرید و خوردگی شکاف به محتوای کروم، مولیبدن، تنگستن و نیتروژن آنها بستگی دارد. محتوای نسبتاً بالای کروم، مولیبدن و نیتروژن لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس به آنها مقاومت خوبی در برابر حفره های کلرید و خوردگی شکاف می دهد. آنها در طیف وسیعی از مقاومت های خوردگی مختلف، از درجه های معادل فولاد ضد زنگ 316، مانند لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس اقتصادی 2101، تا گریدهای معادل فولاد ضد زنگ 6 درصد مولیبدن، مانند SAF 2507، متفاوت هستند. لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس بسیار خوب هستند. مقاومت در برابر خوردگی استرس (SCC) که از سمت فریت به ارث رسیده است. توانایی تمام لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس در مقاومت در برابر خوردگی تنش کلرید به طور قابل توجهی بهتر از فولاد زنگ نزن آستنیتی سری 300 است. گریدهای استاندارد فولاد ضد زنگ آستنیتی مانند 304 و 316 ممکن است در حضور یون های کلرید، هوای مرطوب و دماهای بالا دچار ترک خوردگی ناشی از تنش شوند. بنابراین، در بسیاری از کاربردها در صنایع شیمیایی که خطر خوردگی تنشی بیشتر است، لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس اغلب به جای فولاد زنگ نزن آستنیتی استفاده می شود.

04-خواص فیزیکی: بین فولاد زنگ نزن آستنیتی و فولاد زنگ نزن فریتی، اما به فولاد زنگ نزن فریتی و فولاد کربن نزدیکتر است. عموماً اعتقاد بر این است که وقتی نسبت فاز فریت به فاز آستنیت در لوله فولادی ضد زنگ دوبلکس 30 تا 70 درصد باشد، عملکرد خوبی حاصل می شود. با این حال، لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس اغلب تقریباً نیمی از فریت و نیمی آستنیت در نظر گرفته می شوند. در تولید تجاری فعلی، برای به دست آوردن بهترین چقرمگی و ویژگی های پردازش، نسبت آستنیت کمی بیشتر است. برهمکنش بین عناصر آلیاژی اصلی به ویژه کروم، مولیبدن، نیتروژن و نیکل بسیار پیچیده است. برای به دست آوردن یک ساختار دو فازی پایدار که برای پردازش و ساخت مفید است، باید دقت شود که هر عنصر دارای محتوای مناسب باشد.

علاوه بر تعادل فاز، دومین نگرانی عمده در مورد لوله فولادی ضد زنگ دوبلکس و ترکیب شیمیایی آن، تشکیل فازهای بین فلزی مضر در دماهای بالا است. فاز σ و فاز χ در فولاد ضد زنگ با کروم بالا و مولیبدن بالا تشکیل می شوند و ترجیحاً در فاز فریت رسوب می کنند. افزودن نیتروژن تشکیل این فازها را به شدت به تاخیر می اندازد. بنابراین حفظ مقدار کافی نیتروژن در محلول جامد مهم است. همانطور که تجربه تولید لوله های فولادی ضد زنگ دوبلکس افزایش می یابد، اهمیت کنترل محدوده های ترکیبی باریک به طور فزاینده ای شناخته می شود. محدوده ترکیب اولیه لوله فولادی ضد زنگ دوبلکس 2205 بسیار گسترده است. تجربه نشان می دهد که برای به دست آوردن بهترین مقاومت در برابر خوردگی و جلوگیری از تشکیل فازهای بین فلزی، محتویات کروم، مولیبدن و نیتروژن S31803 باید در حد وسط و بالای محدوده محتوی نگه داشته شوند. این منجر به بهبود یافته فولاد دوفاز 2205 UNS S32205 با محدوده ترکیبی باریک شد.