O tubo de aceiro inoxidable dúplex é un tipo de aceiro que combina moitas propiedades excelentes, como unha excelente resistencia á corrosión, alta resistencia e facilidade de fabricación e procesamento. As súas propiedades físicas están entre o aceiro inoxidable austenítico e o aceiro inoxidable ferrítico, pero máis preto do aceiro inoxidable ferrítico e o aceiro carbono. A resistencia á picadura de cloruro e á corrosión por fendas dos tubos de aceiro inoxidable dúplex está relacionada co seu contido en cromo, molibdeno, wolframio e nitróxeno. Pode ser similar ao aceiro inoxidable 316 ou superior ao aceiro inoxidable de auga de mar, como o aceiro inoxidable austenítico ao 6% Mo. A capacidade de todos os tubos de aceiro inoxidable dúplex para resistir a fractura por corrosión por estrés por cloruro é significativamente máis forte que a do aceiro inoxidable austenítico da serie 300, e a súa resistencia tamén é moito maior que o aceiro inoxidable austenítico mentres mostra unha boa plasticidade e dureza.

O tubo de aceiro inoxidable dúplex chámase "dúplex" porque a súa microestrutura metalográfica está composta por dous grans de aceiro inoxidable, ferrita e austenita. Na imaxe de abaixo, a fase de austenita amarela está rodeada pola fase de ferrita azul. Cando o tubo de aceiro inoxidable dúplex se funde, primeiro se solidifica nunha estrutura de ferrita completa cando se solidifica desde o estado líquido. A medida que o material arrefría a temperatura ambiente, preto da metade dos grans de ferrita transfórmanse en grans de austenita. O resultado é que aproximadamente o 50% da microestrutura é a fase de austenita e o 50% é a fase de ferrita.

O tubo de aceiro inoxidable dúplex ten unha microestrutura bifásica de austenita e ferrita
Características do tubo de aceiro inoxidable dúplex
01-Alta resistencia: a resistencia do tubo de aceiro inoxidable dúplex é de aproximadamente 2 veces a do aceiro inoxidable austenítico convencional ou do aceiro inoxidable ferrítico. Isto permite aos deseñadores reducir o espesor da parede en determinadas aplicacións.

02-Boa dureza e ductilidade: a pesar da alta resistencia dos tubos de aceiro inoxidable dúplex, presentan unha boa plasticidade e dureza. A dureza e a ductilidade dos tubos de aceiro inoxidable dúplex son significativamente mellores que as do aceiro inoxidable ferrítico e do aceiro carbono, e aínda manteñen unha boa tenacidade incluso a temperaturas moi baixas como -40 °C/F. Pero aínda non pode alcanzar o nivel de excelencia do aceiro inoxidable austenítico. Límites mínimos de propiedades mecánicas para tubos de aceiro inoxidable dúplex especificados polas normas ASTM e EN

03-Resistencia á corrosión: a resistencia á corrosión do aceiro inoxidable depende principalmente da súa composición química. Os tubos de aceiro inoxidable dúplex presentan unha alta resistencia á corrosión na maioría das aplicacións debido ao seu alto contido en cromo, que é favorable en ácidos oxidantes, e cantidades suficientes de molibdeno e níquel para soportar unha redución moderada da corrosión en medios ácidos. A capacidade dos tubos de aceiro inoxidable dúplex para resistir a picadura de ións de cloruro e a corrosión por fendas depende do seu contido en cromo, molibdeno, wolframio e nitróxeno. Os contidos relativamente altos de cromo, molibdeno e nitróxeno dos tubos de aceiro inoxidable dúplex danlles unha boa resistencia á picadura de cloruro e á corrosión por fendas. Teñen unha variedade de diferentes resistencias á corrosión, que van desde graos equivalentes ao aceiro inoxidable 316, como o tubo económico de aceiro inoxidable dúplex 2101, ata graos equivalentes ao 6% de aceiro inoxidable molibdeno, como SAF 2507. Os tubos de aceiro inoxidable dúplex teñen moi boas calidades. resistencia á corrosión por tensión (SCC), que se "herda" do lado da ferrita. A capacidade de todos os tubos de aceiro inoxidable dúplex para resistir a fisuración por corrosión por estrés por cloruro é significativamente mellor que a do aceiro inoxidable austenítico da serie 300. As calidades estándar de aceiro inoxidable austenítico como 304 e 316 poden sufrir rachaduras por corrosión por tensión en presenza de ións cloruro, aire húmido e temperaturas elevadas. Polo tanto, en moitas aplicacións da industria química onde hai un maior risco de corrosión por tensión, adoitan empregarse tubos de aceiro inoxidable dúplex en lugar do aceiro inoxidable austenítico.

04-Propiedades físicas: Entre aceiro inoxidable austenítico e aceiro inoxidable ferrítico, pero máis próximo ao aceiro inoxidable ferrítico e ao carbono. En xeral, crese que se pode obter un bo rendemento cando a relación entre a fase de ferrita e a fase de austenita nun tubo de aceiro inoxidable dúplex é do 30% ao 70%. Non obstante, os tubos dúplex de aceiro inoxidable adoitan considerarse aproximadamente a metade de ferrita e metade de austenita. Na produción comercial actual, para obter as mellores características de dureza e procesamento, a proporción de austenita é lixeiramente maior. A interacción entre os principais elementos de aliaxe, especialmente cromo, molibdeno, nitróxeno e níquel, é moi complexa. Para obter unha estrutura estable de dúas fases que resulte beneficiosa para o procesado e a fabricación, débese ter coidado de que cada elemento teña un contido axeitado.

Ademais do equilibrio de fases, a segunda gran preocupación relativa aos tubos de aceiro inoxidable dúplex e á súa composición química é a formación de fases intermetálicas nocivas a temperaturas elevadas. A fase σ e a fase χ fórmanse en aceiro inoxidable con alto contido de cromo e molibdeno e precipitan preferentemente na fase de ferrita. A adición de nitróxeno atrasa moito a formación destas fases. Polo tanto, é importante manter unha cantidade suficiente de nitróxeno na solución sólida. A medida que aumenta a experiencia coa fabricación de tubos de aceiro inoxidable dúplex, a importancia de controlar os intervalos de composición estreitos é cada vez máis recoñecida. O rango de composición inicialmente establecido de tubos de aceiro inoxidable dúplex 2205 é demasiado amplo. A experiencia mostra que para obter a mellor resistencia á corrosión e evitar a formación de fases intermetálicas, os contidos de cromo, molibdeno e nitróxeno de S31803 deben manterse nos límites medio e superior do intervalo de contido. Isto levou ao aceiro de dobre fase 2205 mellorado UNS S32205 cun rango de composición estreito.