Duplexrör av rostfritt stål är en typ av stål som kombinerar många utmärkta egenskaper såsom utmärkt korrosionsbeständighet, hög hållfasthet och enkel tillverkning och bearbetning. Deras fysiska egenskaper ligger mellan austenitiskt rostfritt stål och ferritiskt rostfritt stål, men närmare ferritiskt rostfritt stål och kolstål. Beständigheten mot kloridgropar och spaltkorrosion hos duplexrör av rostfritt stål är relaterad till dess innehåll av krom, molybden, volfram och kväve. Det kan likna 316 rostfritt stål eller högre än rostfritt havsvattenstål som 6% Mo austenitiskt rostfritt stål. Förmågan hos alla duplexrör av rostfritt stål att motstå kloridspänningskorrosionsbrott är betydligt starkare än för austenitiskt rostfritt stål i 300-serien, och dess hållfasthet är också mycket högre än austenitiskt rostfritt stål samtidigt som det visar god plasticitet och seghet.

Duplexrör av rostfritt stål kallas "duplex" eftersom dess metallografiska mikrostruktur består av två rostfria stålkorn, ferrit och austenit. På bilden nedan är den gula austenitfasen omgiven av den blå ferritfasen. När duplexröret i rostfritt stål smälter, stelnar det först till en komplett ferritstruktur när det stelnar från flytande tillstånd. När materialet svalnar till rumstemperatur omvandlas ungefär hälften av ferritkornen till austenitkorn. Resultatet är att ungefär 50 % av mikrostrukturen är austenitfasen och 50 % är ferritfasen.

Duplexrör i rostfritt stål har en tvåfasmikrostruktur av austenit och ferrit
Egenskaper för duplexrör av rostfritt stål
01-Hög hållfasthet: Styrkan hos duplexrör av rostfritt stål är ungefär 2 gånger den hos konventionellt austenitiskt rostfritt stål eller ferritiskt rostfritt stål. Detta gör det möjligt för designers att minska väggtjockleken i vissa applikationer.

02-God seghet och duktilitet: Trots den höga hållfastheten hos duplexrör av rostfritt stål, uppvisar de god plasticitet och seghet. Segheten och duktiliteten hos duplexrör av rostfritt stål är betydligt bättre än hos ferritiskt rostfritt stål och kolstål, och de bibehåller fortfarande god seghet även vid mycket låga temperaturer som -40°C/F. Men det kan fortfarande inte nå excellensnivån för austenitiskt rostfritt stål. Minimigränser för mekaniska egenskaper för duplexrör av rostfritt stål specificerade av ASTM- och EN-standarder

03-Korrosionsbeständighet: Rostfritt ståls korrosionsbeständighet beror huvudsakligen på dess kemiska sammansättning. Duplexrör av rostfritt stål uppvisar hög korrosionsbeständighet i de flesta applikationer på grund av deras höga krominnehåll, vilket är gynnsamt för oxiderande syror, och tillräckliga mängder molybden och nickel för att motstå måttlig reduktion Korrosion i sura medier. Förmågan hos duplexrör av rostfritt stål att motstå kloridjonsfrätning och spaltkorrosion beror på deras innehåll av krom, molybden, volfram och kväve. De relativt höga krom-, molybden- och kvävehalterna i duplexrör av rostfritt stål ger dem god motståndskraft mot kloridfrätning och spaltkorrosion. De finns i en rad olika korrosionsbeständigheter, allt från kvaliteter motsvarande 316 rostfritt stål, såsom ekonomiskt duplex rostfritt stålrör 2101, till kvaliteter motsvarande 6% molybden rostfritt stål, såsom SAF 2507. Duplex rostfria stålrör har mycket bra Beständighet mot spänningskorrosion (SCC), som är "ärvd" från ferritsidan. Förmågan hos alla duplexrör av rostfritt stål att motstå sprickbildning av kloridspänningskorrosion är betydligt bättre än för austenitiskt rostfritt stål i 300-serien. Standard austenitiska rostfria stålsorter som 304 och 316 kan drabbas av spänningskorrosionssprickor i närvaro av kloridjoner, fuktig luft och förhöjda temperaturer. I många applikationer inom den kemiska industrin där det finns en större risk för spänningskorrosion används därför ofta duplexa rostfria stålrör istället för austenitiskt rostfritt stål.

04-Fysiska egenskaper: Mellan austenitiskt rostfritt stål och ferritiskt rostfritt stål, men närmare ferritiskt rostfritt stål och kolstål. Det anses allmänt att bra prestanda kan uppnås när förhållandet mellan ferritfas och austenitfas i duplexrör av rostfritt stål är 30 % till 70 %. Duplexrör av rostfritt stål anses dock ofta vara ungefär hälften ferrit och hälften austenit. I nuvarande kommersiell produktion är andelen austenit något större för att få bästa seghet och bearbetningsegenskaper. Interaktionen mellan de viktigaste legeringselementen, särskilt krom, molybden, kväve och nickel, är mycket komplex. För att få en stabil tvåfasstruktur som är fördelaktig för bearbetning och tillverkning, måste man se till att varje element har ett lämpligt innehåll.

Förutom fasbalans är det andra stora problemet med duplexrör av rostfritt stål och dess kemiska sammansättning bildandet av skadliga intermetalliska faser vid förhöjda temperaturer. σ-fas och χ-fas bildas i rostfritt stål med hög krom och hög molybdenhalt och fälls företrädesvis ut i ferritfasen. Tillsatsen av kväve fördröjer kraftigt bildandet av dessa faser. Det är därför viktigt att behålla en tillräcklig mängd kväve i den fasta lösningen. Allt eftersom erfarenheten med tillverkning av duplexrör av rostfritt stål ökar, inser man allt mer vikten av att kontrollera smala sammansättningsområden. Det initialt inställda sammansättningsintervallet för 2205 duplexrör av rostfritt stål är för brett. Erfarenhet visar att för att erhålla bästa korrosionsbeständighet och undvika bildning av intermetalliska faser, bör krom-, molybden- och kvävehalten i S31803 hållas vid mitten och övre gränsen för innehållsintervallet. Detta ledde till det förbättrade 2205 tvåfasiga stålet UNS S32205 med ett smalt sammansättningsområde.