二相ステンレス鋼管は、耐食性に優れ、強度が高く、製造・加工が容易であるなど、多くの優れた特性を兼ね備えた鋼種です。それらの物理的特性は、オーステナイト系ステンレス鋼とフェライト系ステンレス鋼の間ですが、フェライト系ステンレス鋼や炭素鋼に近いものです。二相ステンレス鋼パイプの塩化物孔食や隙間腐食に対する耐性は、クロム、モリブデン、タングステン、窒素の含有量に関係します。 316 ステンレス鋼と同等か、6% Mo オーステナイト系ステンレス鋼などの海水ステンレス鋼よりも高い材質にすることができます。全二相ステンレス鋼管の塩化物応力腐食破壊に対する耐性は、300 シリーズのオーステナイト系ステンレス鋼よりも大幅に強く、強度もオーステナイト系ステンレス鋼よりもはるかに高く、優れた可塑性と靭性を示します。

二相ステンレス鋼管は、その金属組織がフェライトとオーステナイトの 2 つのステンレス鋼粒子で構成されているため、「二相」と呼ばれます。下の写真では、黄色のオーステナイト相が青色のフェライト相に囲まれています。二相ステンレス鋼管が溶解すると、液体状態から凝固する際に完全なフェライト組織になります。材料が室温まで冷却されると、フェライト粒子の約半分がオーステナイト粒子に変化します。その結果、微細構造の約 50% がオーステナイト相、50% がフェライト相になります。

二相ステンレス鋼管はオーステナイトとフェライトの二相組織を持ちます。
二相ステンレス鋼管の特徴
01-高強度：二相ステンレス鋼管は、従来のオーステナイト系ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼に比べて約2倍の強度があります。これにより、設計者は特定の用途で壁の厚さを減らすことができます。

02-優れた靭性と延性：二相ステンレス鋼管は高強度であるにもかかわらず、優れた可塑性と靭性を示します。二相ステンレス鋼パイプの靭性と延性は、フェライト系ステンレス鋼や炭素鋼よりも大幅に優れており、-40°C/F などの極低温でも良好な靭性を維持します。しかし、オーステナイト系ステンレス鋼の優れたレベルにはまだ達しません。 ASTM および EN 規格によって指定された二相ステンレス鋼パイプの機械的特性の最小制限

03-耐食性: ステンレス鋼の耐食性は主にその化学組成に依存します。二相ステンレス鋼パイプは、酸の酸化に有利なクロム含有量が高く、酸媒体中での中程度の還元腐食に耐えるのに十分な量のモリブデンとニッケルが含まれているため、ほとんどの用途で高い耐食性を示します。二相ステンレス鋼パイプの塩化物イオン孔食や隙間腐食に対する耐性は、クロム、モリブデン、タングステン、窒素の含有量によって異なります。二相ステンレス鋼パイプはクロム、モリブデン、窒素の含有量が比較的高いため、塩化物孔食や隙間腐食に対する優れた耐性が得られます。経済的な二相ステンレス鋼パイプ 2101 などの 316 ステンレス鋼と同等のグレードから、SAF 2507 などの 6% モリブデンステンレス鋼と同等のグレードまで、さまざまな耐食性を備えています。二相ステンレス鋼パイプは非常に優れた耐食性を備えています。応力腐食割れ (SCC) 耐性はフェライト側から「継承」されます。すべての二相ステンレス鋼パイプの塩化物応力腐食割れに対する耐性は、300 シリーズ オーステナイト系ステンレス鋼のパイプよりも大幅に優れています。 304 や 316 などの標準的なオーステナイト系ステンレス鋼グレードは、塩化物イオン、湿った空気、および高温の存在下で応力腐食割れが発生する可能性があります。したがって、応力腐食のリスクがより高い化学産業の多くの用途では、オーステナイト系ステンレス鋼の代わりに二相ステンレス鋼パイプが使用されることがよくあります。

04-物理的特性: オーステナイト系ステンレス鋼とフェライト系ステンレス鋼の間ですが、フェライト系ステンレス鋼と炭素鋼に近い。一般に二相ステンレス鋼管のフェライト相とオーステナイト相の比率が30%〜70%のときに良好な性能が得られると考えられています。ただし、二相ステンレス鋼パイプは、およそ半分がフェライト、半分がオーステナイトであると考えられることがよくあります。現在の商業生産では、最高の靱性と加工特性を得るために、オーステナイトの割合がわずかに多くなっています。主要な合金元素、特にクロム、モリブデン、窒素、ニッケル間の相互作用は非常に複雑です。加工や製造に有利な安定した二相構造を得るには、各元素の含有量が適切であるように注意する必要があります。

相バランスに加えて、二相ステンレス鋼パイプとその化学組成に関する 2 番目の大きな懸念は、高温での有害な金属間相の形成です。 σ相およびχ相は、高クロムおよび高モリブデンステンレス鋼中に形成され、フェライト相中に優先的に析出する。窒素を添加すると、これらの相の形成が大幅に遅れます。したがって、固溶体中に十分な量の窒素を維持することが重要です。二相ステンレス鋼管製造の経験が増えるにつれて、狭い組成範囲を制御することの重要性がますます認識されています。 2205二相ステンレス鋼管の初期設定組成範囲が広すぎます。経験上、最高の耐食性を獲得し、金属間化合物相の形成を回避するには、S31803 のクロム、モリブデン、および窒素の含有量を含有量範囲の中間および上限に維持する必要があることがわかっています。これにより、狭い組成範囲を備えた改良された 2205 二相鋼 UNS S32205 が誕生しました。