O tubo duplex de aço inoxidável é um tipo de aço que combina muitas propriedades excelentes, como excelente resistência à corrosão, alta resistência e facilidade de fabricação e processamento. Suas propriedades físicas estão entre o aço inoxidável austenítico e o aço inoxidável ferrítico, mas mais próximas do aço inoxidável ferrítico e do aço carbono. A resistência à corrosão por corrosão por cloretos e frestas de tubos de aço inoxidável duplex está relacionada ao seu teor de cromo, molibdênio, tungstênio e nitrogênio. Pode ser semelhante ao aço inoxidável 316 ou superior ao aço inoxidável de água do mar, como o aço inoxidável austenítico 6% Mo. A capacidade de todos os tubos de aço inoxidável duplex de resistir à fratura por corrosão sob tensão de cloreto é significativamente mais forte do que a do aço inoxidável austenítico da série 300, e sua resistência também é muito maior do que a do aço inoxidável austenítico, ao mesmo tempo que apresenta boa plasticidade e tenacidade.

O tubo duplex de aço inoxidável é denominado “duplex” porque sua microestrutura metalográfica é composta por dois grãos de aço inoxidável, ferrita e austenita. Na figura abaixo, a fase austenita amarela está rodeada pela fase ferrita azul. Quando o tubo duplex de aço inoxidável derrete, ele primeiro se solidifica em uma estrutura completa de ferrite quando solidifica a partir do estado líquido. À medida que o material esfria até a temperatura ambiente, cerca de metade dos grãos de ferrita se transformam em grãos de austenita. O resultado é que aproximadamente 50% da microestrutura é a fase austenita e 50% é a fase ferrita.

O tubo duplex de aço inoxidável possui uma microestrutura bifásica de austenita e ferrita
Características do tubo duplex de aço inoxidável
01-Alta resistência: A resistência do tubo de aço inoxidável duplex é aproximadamente 2 vezes maior que a do aço inoxidável austenítico convencional ou do aço inoxidável ferrítico. Isso permite que os projetistas reduzam a espessura da parede em determinadas aplicações.

02-Boa tenacidade e ductilidade: Apesar da alta resistência dos tubos de aço inoxidável duplex, eles apresentam boa plasticidade e tenacidade. A tenacidade e a ductilidade dos tubos de aço inoxidável duplex são significativamente melhores que as do aço inoxidável ferrítico e do aço carbono, e ainda mantêm boa tenacidade mesmo em temperaturas muito baixas, como -40°C/F. Mas ainda não consegue atingir o nível de excelência do aço inoxidável austenítico. Limites mínimos de propriedades mecânicas para tubos duplex de aço inoxidável especificados pelas normas ASTM e EN

03-Resistência à corrosão: A resistência à corrosão do aço inoxidável depende principalmente de sua composição química. Os tubos duplex de aço inoxidável apresentam alta resistência à corrosão na maioria das aplicações devido ao seu alto teor de cromo, que é favorável na oxidação de ácidos, e quantidades suficientes de molibdênio e níquel para suportar a redução moderada da corrosão em meios ácidos. A capacidade dos tubos duplex de aço inoxidável de resistir à corrosão por corrosão por íons cloreto e em frestas depende de seu teor de cromo, molibdênio, tungstênio e nitrogênio. O teor relativamente alto de cromo, molibdênio e nitrogênio dos tubos duplex de aço inoxidável confere-lhes boa resistência à corrosão por corrosão por cloretos e frestas. Eles vêm em uma variedade de diferentes resistências à corrosão, variando de graus equivalentes ao aço inoxidável 316, como o econômico tubo de aço inoxidável duplex 2101, até graus equivalentes ao aço inoxidável com 6% de molibdênio, como o SAF 2507. Os tubos de aço inoxidável duplex têm muito boa resistência à corrosão sob tensão (SCC), que é “herdada” do lado da ferrita. A capacidade de todos os tubos de aço inoxidável duplex de resistir à corrosão sob tensão por cloreto é significativamente melhor do que a do aço inoxidável austenítico da série 300. As classes de aço inoxidável austenítico padrão, como 304 e 316, podem sofrer fissuração por corrosão sob tensão na presença de íons cloreto, ar úmido e temperaturas elevadas. Portanto, em muitas aplicações na indústria química onde há um maior risco de corrosão sob tensão, tubos de aço inoxidável duplex são frequentemente usados ​​em vez de aço inoxidável austenítico.

04-Propriedades físicas: Entre o aço inoxidável austenítico e o aço inoxidável ferrítico, porém mais próximo do aço inoxidável ferrítico e do aço carbono. Acredita-se geralmente que um bom desempenho pode ser obtido quando a proporção entre a fase ferrita e a fase austenita no tubo duplex de aço inoxidável é de 30% a 70%. No entanto, os tubos duplex de aço inoxidável são frequentemente considerados aproximadamente metade ferrita e metade austenita. Na produção comercial atual, para obter as melhores características de tenacidade e processamento, a proporção de austenita é um pouco maior. A interação entre os principais elementos de liga, especialmente cromo, molibdênio, nitrogênio e níquel, é muito complexa. Para obter uma estrutura bifásica estável que seja benéfica para o processamento e a fabricação, deve-se tomar cuidado para garantir que cada elemento tenha um conteúdo apropriado.

Além do equilíbrio de fases, a segunda grande preocupação em relação ao tubo duplex de aço inoxidável e sua composição química é a formação de fases intermetálicas prejudiciais a temperaturas elevadas. A fase σ e a fase χ são formadas em aço inoxidável com alto teor de cromo e alto molibdênio e precipitam preferencialmente na fase ferrita. A adição de nitrogênio atrasa muito a formação dessas fases. É portanto importante manter uma quantidade suficiente de azoto na solução sólida. À medida que aumenta a experiência com a fabricação de tubos duplex de aço inoxidável, a importância de controlar faixas estreitas de composição é cada vez mais reconhecida. A faixa de composição inicialmente definida do tubo de aço inoxidável duplex 2205 é muito ampla. A experiência mostra que para obter a melhor resistência à corrosão e evitar a formação de fases intermetálicas, os teores de cromo, molibdênio e nitrogênio do S31803 devem ser mantidos nos limites médio e superior da faixa de teor. Isso levou ao aço bifásico 2205 UNS S32205 aprimorado com uma faixa de composição estreita.