Dupleks rustfritt stålrør er en type stål som kombinerer mange utmerkede egenskaper som utmerket korrosjonsbestandighet, høy styrke og enkel produksjon og prosessering. Deres fysiske egenskaper er mellom austenittisk rustfritt stål og ferritisk rustfritt stål, men nærmere ferritisk rustfritt stål og karbonstål. Motstanden mot kloridgroper og sprekkkorrosjon av dupleksrør i rustfritt stål er relatert til innholdet av krom, molybden, wolfram og nitrogen. Det kan være likt 316 rustfritt stål eller høyere enn sjøvanns rustfritt stål som 6% Mo austenittisk rustfritt stål. Evnen til alle dupleks rustfrie stålrør til å motstå kloridspenningskorrosjonsbrudd er betydelig sterkere enn for 300-serien austenittisk rustfritt stål, og styrken er også mye høyere enn austenittisk rustfritt stål, samtidig som den viser god plastisitet og seighet.

Dupleks rustfritt stålrør kalles "dupleks" fordi dets metallografiske mikrostruktur er sammensatt av to rustfrie stålkorn, ferritt og austenitt. På bildet under er den gule austenittfasen omgitt av den blå ferrittfasen. Når dupleks rustfritt stålrør smelter, størkner det først til en komplett ferrittstruktur når det størkner fra flytende tilstand. Når materialet avkjøles til romtemperatur, forvandles omtrent halvparten av ferrittkornene til austenittkorn. Resultatet er at omtrent 50 % av mikrostrukturen er austenittfasen og 50 % er ferrittfasen.

Dupleks rustfritt stålrør har en to-fase mikrostruktur av austenitt og ferritt
Kjennetegn på dupleks rustfritt stålrør
01-Høy styrke: Styrken til dupleks rustfritt stålrør er omtrent 2 ganger styrken til konvensjonelt austenittisk rustfritt stål eller ferritisk rustfritt stål. Dette gjør at designere kan redusere veggtykkelsen i visse applikasjoner.

02-God seighet og duktilitet: Til tross for den høye styrken til dupleks rustfrie stålrør, viser de god plastisitet og seighet. Seigheten og duktiliteten til dupleks rustfrie stålrør er betydelig bedre enn de til ferritisk rustfritt stål og karbonstål, og de opprettholder fortsatt god seighet selv ved svært lave temperaturer som -40°C/F. Men det kan fortsatt ikke nå fortreffelighetsnivået til austenittisk rustfritt stål. Minimumsgrenser for mekaniske egenskaper for dupleksrør i rustfritt stål spesifisert av ASTM- og EN-standarder

03-Korrosjonsbestandighet: Korrosjonsbestandigheten til rustfritt stål avhenger hovedsakelig av dets kjemiske sammensetning. Dupleks rustfrie stålrør viser høy korrosjonsbestandighet i de fleste applikasjoner på grunn av deres høye krominnhold, som er gunstig for oksiderende syrer, og tilstrekkelige mengder molybden og nikkel til å motstå moderat reduksjon Korrosjon i sure medier. Evnen til dupleksrør i rustfritt stål til å motstå kloridiongroper og sprekkkorrosjon avhenger av innholdet av krom, molybden, wolfram og nitrogen. Det relativt høye innholdet av krom, molybden og nitrogen i dupleksrør i rustfritt stål gir dem god motstand mot kloridgroper og sprekkkorrosjon. De kommer i en rekke forskjellige korrosjonsmotstander, alt fra kvaliteter tilsvarende 316 rustfritt stål, for eksempel økonomisk dupleks rustfritt stålrør 2101, til kvaliteter tilsvarende 6% molybden rustfritt stål, for eksempel SAF 2507. Dupleks rustfritt stålrør har meget gode motstand mot spenningskorrosjon (SCC), som er "arvet" fra ferrittsiden. Evnen til alle dupleks rustfrie stålrør til å motstå kloridspenningskorrosjonssprekker er betydelig bedre enn for 300-serien austenittisk rustfritt stål. Standard austenittiske rustfrie stålkvaliteter som 304 og 316 kan lide av spenningskorrosjonssprekker i nærvær av kloridioner, fuktig luft og forhøyede temperaturer. Derfor, i mange bruksområder i kjemisk industri hvor det er større risiko for spenningskorrosjon, brukes ofte dupleks rustfrie stålrør i stedet for austenittisk rustfritt stål.

04-Fysiske egenskaper: Mellom austenittisk rustfritt stål og ferritisk rustfritt stål, men nærmere ferritisk rustfritt stål og karbonstål. Det antas generelt at god ytelse kan oppnås når forholdet mellom ferrittfase og austenittfase i dupleks rustfritt stålrør er 30 % til 70 %. Imidlertid anses dupleksrør i rustfritt stål ofte for å være omtrent halvparten ferritt og halvparten austenitt. I dagens kommersielle produksjon er andelen austenitt litt større for å oppnå best seighet og bearbeidingsegenskaper. Samspillet mellom de viktigste legeringselementene, spesielt krom, molybden, nitrogen og nikkel, er svært kompleks. For å oppnå en stabil tofasestruktur som er fordelaktig for prosessering og produksjon, må man sørge for at hvert element har et passende innhold.

I tillegg til fasebalanse, er den andre store bekymringen angående dupleks rustfritt stålrør og dets kjemiske sammensetning dannelsen av skadelige intermetalliske faser ved høye temperaturer. σ-fasen og χ-fasen dannes i rustfritt stål med høy krom og høy molybden og faller fortrinnsvis ut i ferrittfasen. Tilsetning av nitrogen forsinker i stor grad dannelsen av disse fasene. Det er derfor viktig å opprettholde en tilstrekkelig mengde nitrogen i den faste løsningen. Etter hvert som erfaringen med produksjon av tosidige rustfrie stålrør øker, blir viktigheten av å kontrollere smale komposisjonsområder i økende grad anerkjent. Det opprinnelig innstilte sammensetningsområdet for 2205 dupleks rustfritt stålrør er for bredt. Erfaring viser at for å oppnå best mulig korrosjonsmotstand og unngå dannelse av intermetalliske faser, bør krom-, molybden- og nitrogeninnholdet i S31803 holdes ved den midtre og øvre grensen av innholdsområdet. Dette førte til det forbedrede 2205 tofasestålet UNS S32205 med et smalt sammensetningsområde.