צינור נירוסטה דופלקס הוא סוג של פלדה המשלבת תכונות מצוינות רבות כגון עמידות מצוינת בפני קורוזיה, חוזק גבוה וקלות ייצור ועיבוד. התכונות הפיזיקליות שלהם הן בין נירוסטה אוסטניטית לפלדת אל חלד פריטית, אך קרובות יותר לפלדת אל חלד פריטית ופלדת פחמן. העמידות בפני כלוריד וקורוזיה של צינורות נירוסטה דופלקסים קשורה לתכולת הכרום, מוליבדן, טונגסטן וחנקן. זה יכול להיות דומה לנירוסטה 316 או גבוה יותר מפלדת אל חלד מי ים כמו נירוסטה 6% Mo austenitic. היכולת של כל צינורות הנירוסטה הדופלקסים לעמוד בפני שבר קורוזיה במתח כלוריד חזקה משמעותית מזו של נירוסטה אוסטניטית מסדרה 300, וחוזקה גם גבוה בהרבה מפלדת אל חלד אוסטניטית תוך מראה פלסטיות וקשיחות טובה.

צינור נירוסטה דופלקס נקרא "דופלקס" מכיוון שהמבנה המיקרו-מטאלוגרפי שלו מורכב משני גרגרי נירוסטה, פריט ואוסטניט. בתמונה למטה, שלב האוסטניט הצהוב מוקף בשלב הפריט הכחול. כאשר צינור נירוסטה דופלקס נמס, הוא מתמצק לראשונה למבנה פריט שלם כאשר הוא מתמצק מהמצב הנוזלי. כשהחומר מתקרר לטמפרטורת החדר, כמחצית מגרגרי הפריט הופכים לגרגרי אוסטניט. התוצאה היא שכ-50% מהמיקרו-מבנה הוא שלב האוסטניט ו-50% הוא שלב הפריט.

לצינור נירוסטה דופלקס יש מבנה מיקרו דו-פאזי של אוסטניט ופריט
מאפיינים של צינור נירוסטה דופלקס
01-חוזק גבוה: החוזק של צינור נירוסטה דופלקס הוא בערך פי 2 מזה של נירוסטה אוסטניטית קונבנציונלית או נירוסטה פריטית. זה מאפשר למעצבים להפחית את עובי הקיר ביישומים מסוימים.

02-קשיחות וגמישות טובה: למרות החוזק הגבוה של צינורות נירוסטה דופלקסים, הם מפגינים פלסטיות וקשיחות טובה. הקשיחות והגמישות של צינורות נירוסטה דופלקסים טובים משמעותית מאלו של נירוסטה פריטית ופלדת פחמן, והם עדיין שומרים על קשיחות טובה גם בטמפרטורות נמוכות מאוד כמו -40°C/F. אבל זה עדיין לא יכול להגיע לרמת המצוינות של נירוסטה אוסטניטית. מגבלות תכונות מכניות מינימליות עבור צינורות נירוסטה דופלקסים המצוינים על ידי תקני ASTM ו-EN

03-עמידות בפני קורוזיה: העמידות בפני קורוזיה של נירוסטה תלויה בעיקר בהרכב הכימי שלה. צינורות נירוסטה דופלקסים מציגים עמידות גבוהה בפני קורוזיה ברוב היישומים בשל תכולת הכרום הגבוהה שלהם, המתאימה לחמצן חומצות, וכמויות מספיקות של מוליבדן וניקל כדי לעמוד בהפחתה מתונה קורוזיה במדיה חומצית. יכולתם של צינורות נירוסטה דופלקסים להתנגד להתפרצות יוני כלוריד ולקורוזיה של חריצים תלויה בתכולת הכרום, המוליבדנום, הטונגסטן והחנקן שלהם. תכולת הכרום, המוליבדן והחנקן הגבוהה יחסית של צינורות נירוסטה דופלקסים מעניקה להם עמידות טובה בפני בור כלוריד וקורוזיה של חריצים. הם מגיעים במגוון של עמידות בפני קורוזיה, החל מדרגות שוות ערך לנירוסטה 316, כגון צינור נירוסטה דופלקס חסכוני 2101, ועד לדרגות השקולות ל-6% פלדת אל-חלד מוליבדן, כגון SAF 2507. לצינורות נירוסטה דופלקסים יש טוב מאוד עמידות בפני פיצוח קורוזיה במתח (SCC), אשר "עובר בירושה" מצד הפריט. היכולת של כל צינורות הנירוסטה הדופלקסים לעמוד בפני פיצוח קורוזיה של כלוריד טובה משמעותית מזו של נירוסטה אוסטניטית מסדרה 300. דרגות נירוסטה אוסטניטית סטנדרטיות כגון 304 ו-316 עלולות לסבול מפיצוח קורוזיה בנוכחות יוני כלוריד, אוויר לח וטמפרטורות גבוהות. לכן, ביישומים רבים בתעשייה הכימית שבהם קיים סיכון גדול יותר לקורוזיה במתח, משתמשים לרוב בצינורות נירוסטה דופלקסים במקום נירוסטה אוסטניטית.

04-מאפיינים פיזיים: בין נירוסטה אוסטניטית לפלדת אל חלד פריטית, אך קרוב יותר לנירוסטה פריטית ופלדת פחמן. נהוג להאמין שניתן להשיג ביצועים טובים כאשר היחס בין פאזה פריט לפאזה אוסטניט בצינור נירוסטה דופלקס הוא 30% עד 70%. עם זאת, צינורות נירוסטה דופלקסים נחשבים לרוב כחצי פריט וחצי אוסטניט. בייצור מסחרי נוכחי, כדי להשיג את תכונות הקשיחות והעיבוד הטובות ביותר, שיעור האוסטניט מעט גדול יותר. האינטראקציה בין יסודות הסגסוג העיקריים, במיוחד כרום, מוליבדן, חנקן וניקל, מורכבת מאוד. כדי לקבל מבנה דו-פאזי יציב המועיל לעיבוד וייצור, יש להקפיד שלכל אלמנט יהיה תוכן מתאים.

בנוסף לאיזון פאזות, החשש הגדול השני לגבי צינור נירוסטה דופלקס וההרכב הכימי שלו הוא היווצרות שלבים בין-מתכתיים מזיקים בטמפרטורות גבוהות. פאזה σ ופאזה χ נוצרים בפלדת אל-חלד גבוהה בכרום ובמוליבדן גבוה, ובאופן מועדף משקעים בשלב הפריט. הוספת חנקן מעכבת מאוד את היווצרות השלבים הללו. לכן חשוב לשמור על כמות מספקת של חנקן בתמיסה המוצקה. ככל שגדל הניסיון בייצור צינורות נירוסטה דופלקסים, החשיבות של שליטה בטווחי הרכב צרים מוכרת יותר ויותר. טווח ההרכבים שהוגדר תחילה של צינור נירוסטה דופלקס 2205 רחב מדי. הניסיון מלמד שכדי להשיג את העמידות הטובה ביותר בפני קורוזיה ולהימנע מהיווצרות של שלבים בין-מתכתיים, יש לשמור על תכולת הכרום, המוליבדן והחנקן של S31803 בגבול האמצעי והעליון של טווח התכולה. זה הוביל לפלדה דו-פאזית משופרת 2205 UNS S32205 עם טווח הרכב צר.