Трубы из дуплексной нержавеющей стали — это тип стали, который сочетает в себе множество превосходных свойств, таких как отличная коррозионная стойкость, высокая прочность и простота производства и обработки. Их физические свойства находятся между аустенитной нержавеющей сталью и ферритной нержавеющей сталью, но ближе к ферритной нержавеющей стали и углеродистой стали. Устойчивость к хлоридной точечной и щелевой коррозии труб из дуплексной нержавеющей стали связана с содержанием в ней хрома, молибдена, вольфрама и азота. Она может быть аналогична нержавеющей стали 316 или выше, чем нержавеющая сталь для морской воды, например, аустенитная нержавеющая сталь с содержанием молибдена 6%. Способность всех труб из дуплексной нержавеющей стали противостоять хлоридному коррозионному разрушению под напряжением значительно выше, чем у аустенитной нержавеющей стали серии 300, а ее прочность также намного выше, чем у аустенитной нержавеющей стали, демонстрируя при этом хорошую пластичность и вязкость.

Труба из дуплексной нержавеющей стали называется «дуплексной», потому что ее металлографическая микроструктура состоит из двух зерен нержавеющей стали: феррита и аустенита. На рисунке ниже желтая фаза аустенита окружена синей фазой феррита. Когда труба из дуплексной нержавеющей стали плавится, она сначала затвердевает в полную ферритовую структуру, когда затвердевает из жидкого состояния. При охлаждении материала до комнатной температуры около половины зерен феррита превращаются в зерна аустенита. В результате примерно 50% микроструктуры составляет аустенитная фаза, а 50% — ферритная фаза.

Труба из дуплексной нержавеющей стали имеет двухфазную микроструктуру из аустенита и феррита.
Характеристики дуплексной трубы из нержавеющей стали
01-Высокая прочность: прочность труб из дуплексной нержавеющей стали примерно в 2 раза выше, чем у обычной аустенитной нержавеющей стали или ферритной нержавеющей стали. Это позволяет дизайнерам уменьшить толщину стенок в некоторых случаях.

02-Хорошая прочность и пластичность. Несмотря на высокую прочность труб из дуплексной нержавеющей стали, они обладают хорошей пластичностью и вязкостью. Прочность и пластичность труб из дуплексной нержавеющей стали значительно лучше, чем у труб из ферритной нержавеющей стали и углеродистой стали, и они по-прежнему сохраняют хорошую вязкость даже при очень низких температурах, таких как -40°C/F. Но она все еще не может достичь уровня совершенства аустенитной нержавеющей стали. Минимальные пределы механических свойств дуплексных труб из нержавеющей стали, указанные стандартами ASTM и EN.

03-Коррозионная стойкость: Коррозионная стойкость нержавеющей стали в основном зависит от ее химического состава. Трубы из дуплексной нержавеющей стали демонстрируют высокую коррозионную стойкость в большинстве случаев применения благодаря высокому содержанию хрома, благоприятного для окисляющих кислот, а также достаточному количеству молибдена и никеля, чтобы противостоять умеренной восстановительной коррозии в кислых средах. Способность труб из дуплексной нержавеющей стали противостоять хлорид-ионной точечной и щелевой коррозии зависит от содержания в них хрома, молибдена, вольфрама и азота. Относительно высокое содержание хрома, молибдена и азота в трубах из дуплексной нержавеющей стали придает им хорошую устойчивость к хлоридной точечной и щелевой коррозии. Они имеют различную коррозионную стойкость: от марок, эквивалентных нержавеющей стали 316, таких как экономичная дуплексная труба из нержавеющей стали 2101, до марок, эквивалентных нержавеющей стали с 6% содержанием молибдена, такой как SAF 2507. Трубы из дуплексной нержавеющей стали имеют очень хорошие характеристики. устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением (SCC), которая «унаследована» со стороны феррита. Способность всех труб из дуплексной нержавеющей стали противостоять хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением значительно лучше, чем у аустенитной нержавеющей стали серии 300. Стандартные аустенитные марки нержавеющей стали, такие как 304 и 316, могут страдать от коррозионного растрескивания под напряжением в присутствии ионов хлорида, влажного воздуха и повышенных температур. Поэтому во многих применениях в химической промышленности, где существует больший риск коррозии под напряжением, вместо аустенитной нержавеющей стали часто используются трубы из дуплексной нержавеющей стали.

04-Физические свойства: между аустенитной нержавеющей сталью и ферритной нержавеющей сталью, но ближе к ферритной нержавеющей стали и углеродистой стали. Обычно считается, что хорошие эксплуатационные характеристики могут быть достигнуты, когда соотношение ферритной фазы к аустенитной фазе в трубе из дуплексной нержавеющей стали составляет от 30% до 70%. Однако трубы из дуплексной нержавеющей стали часто считаются наполовину ферритными, наполовину аустенитными. В современном коммерческом производстве для достижения наилучших характеристик прочности и обработки доля аустенита немного увеличивается. Взаимодействие между основными легирующими элементами, особенно хромом, молибденом, азотом и никелем, очень сложное. Чтобы получить стабильную двухфазную структуру, выгодную для обработки и производства, необходимо позаботиться о том, чтобы каждый элемент имел соответствующее содержание.

Помимо фазового баланса, второй серьезной проблемой, связанной с трубами из дуплексной нержавеющей стали и ее химическим составом, является образование вредных интерметаллических фаз при повышенных температурах. σ-фаза и χ-фаза образуются в нержавеющей стали с высоким содержанием хрома и молибдена и преимущественно выделяются в ферритной фазе. Добавление азота значительно задерживает образование этих фаз. Поэтому важно поддерживать достаточное количество азота в твердом растворе. По мере увеличения опыта производства труб из дуплексной нержавеющей стали все больше признается важность контроля узких диапазонов состава. Первоначально установленный диапазон состава дуплексной трубы из нержавеющей стали 2205 слишком широк. Опыт показывает, что для достижения наилучшей коррозионной стойкости и предотвращения образования интерметаллических фаз содержание хрома, молибдена и азота в S31803 следует поддерживать в среднем и верхнем пределах диапазона содержаний. Это привело к созданию улучшенной двухфазной стали 2205 UNS S32205 с узким диапазоном составов.