Dvostranska cev iz nerjavečega jekla je vrsta jekla, ki združuje številne odlične lastnosti, kot so odlična odpornost proti koroziji, visoka trdnost ter enostavnost izdelave in obdelave. Njihove fizikalne lastnosti so med avstenitnim nerjavnim jeklom in feritnim nerjavnim jeklom, vendar bližje feritnemu nerjavnemu jeklu in ogljikovemu jeklu. Odpornost dupleksnih cevi iz nerjavečega jekla proti kloridni luknjičasti in razpokani koroziji je povezana z vsebnostjo kroma, molibdena, volframa in dušika. Lahko je podoben nerjavnemu jeklu 316 ali višji od nerjavečega jekla z morsko vodo, kot je avstenitno nerjavno jeklo s 6 % Mo. Sposobnost vseh dupleksnih cevi iz nerjavečega jekla, da se uprejo lomu kloridne napetostne korozije, je znatno močnejša kot pri avstenitnem nerjavnem jeklu serije 300, njegova trdnost pa je tudi veliko višja od avstenitnega nerjavečega jekla, hkrati pa kaže dobro plastičnost in žilavost.

Duplex cev iz nerjavečega jekla se imenuje "duplex", ker je njena metalografska mikrostruktura sestavljena iz dveh zrn nerjavečega jekla, ferita in avstenita. Na spodnji sliki je rumena avstenitna faza obdana z modro feritno fazo. Ko se dupleksna cev iz nerjavečega jekla stopi, se najprej strdi v popolno feritno strukturo, ko se strdi iz tekočega stanja. Ko se material ohladi na sobno temperaturo, se približno polovica feritnih zrn spremeni v avstenitna zrna. Rezultat je, da približno 50 % mikrostrukture predstavlja avstenitna faza in 50 % feritna faza.

Cev iz nerjavečega jekla Duplex ima dvofazno mikrostrukturo avstenita in ferita
Značilnosti duplex cevi iz nerjavečega jekla
01-Visoka trdnost: Trdnost dupleksne cevi iz nerjavečega jekla je približno 2-krat večja od trdnosti običajnega avstenitnega nerjavečega jekla ali feritnega nerjavečega jekla. To oblikovalcem omogoča zmanjšanje debeline stene v določenih aplikacijah.

02-Dobra žilavost in duktilnost: kljub visoki trdnosti dupleksnih cevi iz nerjavečega jekla izkazujejo dobro plastičnost in žilavost. Žilavost in duktilnost dupleksnih cevi iz nerjavečega jekla sta znatno boljši od tistih iz feritnega nerjavečega jekla in ogljikovega jekla, še vedno pa ohranjajo dobro žilavost tudi pri zelo nizkih temperaturah, kot je -40°C/F. Vendar še vedno ne more doseči ravni odličnosti avstenitnega nerjavnega jekla. Najmanjše mejne vrednosti mehanskih lastnosti za dupleksne cevi iz nerjavečega jekla, določene s standardi ASTM in EN

03-Odpornost proti koroziji: odpornost nerjavnega jekla proti koroziji je v glavnem odvisna od njegove kemične sestave. Duplex cevi iz nerjavečega jekla kažejo visoko korozijsko odpornost v večini aplikacij zaradi visoke vsebnosti kroma, ki je ugoden v oksidacijskih kislinah, in zadostne količine molibdena in niklja, da prenesejo zmerno redukcijsko korozijo v kislih medijih. Sposobnost dupleksnih cevi iz nerjavečega jekla, da so odporne proti luknjastim kloridnim ionom in špranjski koroziji, je odvisna od njihove vsebnosti kroma, molibdena, volframa in dušika. Relativno visoka vsebnost kroma, molibdena in dušika v dupleksnih ceveh iz nerjavečega jekla jim daje dobro odpornost proti kloridni luknjičasti in špranjski koroziji. Imajo vrsto različnih odpornosti proti koroziji, od stopenj, ki ustrezajo nerjavnemu jeklu 316, kot je varčna dupleksna cev iz nerjavečega jekla 2101, do stopenj, ki ustrezajo nerjavnemu jeklu s 6 % molibdena, kot je SAF 2507. Dvostranske cevi iz nerjavečega jekla imajo zelo dobro odpornost na korozijsko razpokanje (SCC), ki je "podedovana" s feritne strani. Sposobnost vseh dupleksnih cevi iz nerjavečega jekla, da se uprejo razpokanju zaradi kloridne napetostne korozije, je znatno boljša kot pri avstenitnem nerjavnem jeklu serije 300. Standardni razredi avstenitnega nerjavečega jekla, kot sta 304 in 316, lahko trpijo zaradi razpok zaradi napetostne korozije v prisotnosti kloridnih ionov, vlažnega zraka in povišanih temperatur. Zato se v številnih aplikacijah v kemični industriji, kjer obstaja večja nevarnost napetostne korozije, namesto avstenitnega nerjavnega jekla pogosto uporabljajo dupleksne cevi iz nerjavečega jekla.

04-Fizikalne lastnosti: Med avstenitnim nerjavnim jeklom in feritnim nerjavnim jeklom, vendar bližje feritnemu nerjavnemu jeklu in ogljikovemu jeklu. Na splošno velja, da je mogoče doseči dobro delovanje, če je razmerje med feritno fazo in avstenitno fazo v dupleksni cevi iz nerjavečega jekla 30 % do 70 %. Vendar pa se dupleksne cevi iz nerjavečega jekla pogosto štejejo za približno polovico feritnih in polovico avstenitnih. V trenutni komercialni proizvodnji je delež avstenita nekoliko večji, da bi dosegli najboljšo žilavost in lastnosti obdelave. Interakcija med glavnimi legirnimi elementi, zlasti kromom, molibdenom, dušikom in nikljem, je zelo zapletena. Za pridobitev stabilne dvofazne strukture, ki je ugodna za predelavo in izdelavo, je treba paziti, da ima vsak element ustrezno vsebino.

Poleg faznega ravnovesja je druga glavna skrb v zvezi z dupleksno cevjo iz nerjavečega jekla in njeno kemično sestavo nastajanje škodljivih intermetalnih faz pri povišanih temperaturah. Faza σ in faza χ nastaneta v nerjavnem jeklu z visoko vsebnostjo kroma in molibdena in se prednostno obarjata v feritni fazi. Dodatek dušika močno upočasni nastanek teh faz. Zato je pomembno vzdrževati zadostno količino dušika v trdni raztopini. Ker se izkušnje z dupleksno proizvodnjo cevi iz nerjavečega jekla povečujejo, se vedno bolj priznava pomembnost nadzora ozkih razponov sestave. Prvotno nastavljen obseg sestave cevi iz nerjavečega jekla 2205 duplex je preširok. Izkušnje kažejo, da je treba vsebnost kroma, molibdena in dušika v S31803 vzdrževati na srednji in zgornji meji razpona vsebnosti, da bi dosegli najboljšo odpornost proti koroziji in preprečili nastanek intermetalnih faz. To je vodilo do izboljšanega dvofaznega jekla 2205 UNS S32205 z ozkim razponom sestave.