Дуплексна труба з нержавіючої сталі — це тип сталі, який поєднує в собі багато відмінних властивостей, таких як чудова стійкість до корозії, висока міцність і простота виготовлення та обробки. Їх фізичні властивості знаходяться між аустенітною нержавіючої сталлю та феритною нержавіючої сталлю, але ближче до феритної нержавіючої сталі та вуглецевої сталі. Стійкість дуплексних труб з нержавіючої сталі до хлоридної точкової та щілинної корозії пов’язана з вмістом у них хрому, молібдену, вольфраму та азоту. Він може бути подібним до нержавіючої сталі 316 або вищим, ніж нержавіюча сталь морської води, наприклад аустенітна нержавіюча сталь з 6% Mo. Здатність усіх дуплексних труб з нержавіючої сталі протистояти корозійному руйнуванню під напругою хлориду значно сильніша, ніж у аустенітної нержавіючої сталі серії 300, і її міцність також набагато вища, ніж у аустенітної нержавіючої сталі, демонструючи добру пластичність і міцність.

Дуплексну трубу з нержавіючої сталі називають «дуплексною», оскільки її металографічна мікроструктура складається з двох зерен нержавіючої сталі, фериту та аустеніту. На малюнку нижче жовта фаза аустеніту оточена синьою фазою фериту. Коли дуплексна труба з нержавіючої сталі плавиться, вона спочатку твердне в повну феритову структуру, коли твердне з рідкого стану. Коли матеріал охолоджується до кімнатної температури, приблизно половина зерен фериту перетворюється на зерна аустеніту. У результаті приблизно 50% мікроструктури становить фаза аустеніту, а 50% - фаза фериту.

Дуплексна труба з нержавіючої сталі має двофазну мікроструктуру аустеніту і фериту
Характеристики дуплексної труби з нержавіючої сталі
01-Висока міцність: міцність дуплексної труби з нержавіючої сталі приблизно в 2 рази перевищує міцність звичайної аустенітної нержавіючої сталі або феритної нержавіючої сталі. Це дозволяє дизайнерам зменшити товщину стінок у певних випадках.

02-Хороша міцність і пластичність: незважаючи на високу міцність дуплексних труб з нержавіючої сталі, вони демонструють хорошу пластичність і міцність. Жорсткість і пластичність дуплексних труб з нержавіючої сталі значно кращі, ніж у феритної нержавіючої та вуглецевої сталі, і вони зберігають хорошу міцність навіть за дуже низьких температур, таких як -40°C/F. Але він все ще не може досягти рівня досконалості аустенітної нержавіючої сталі. Мінімальні обмеження механічних властивостей дуплексних труб з нержавіючої сталі, визначені стандартами ASTM і EN

03-Стійкість до корозії: Стійкість до корозії нержавіючої сталі в основному залежить від її хімічного складу. Дуплексні труби з нержавіючої сталі демонструють високу корозійну стійкість у більшості застосувань завдяки високому вмісту хрому, який є сприятливим для окислювачів кислот, і достатній кількості молібдену та нікелю, щоб протистояти помірній відновній корозії в кислотних середовищах. Здатність дуплексних труб з нержавіючої сталі протистояти точковій і щілинній корозії залежить від вмісту в них хрому, молібдену, вольфраму та азоту. Відносно високий вміст хрому, молібдену та азоту в дуплексних трубах з нержавіючої сталі надає їм хорошу стійкість до хлоридної точкової та щілинної корозії. Вони бувають різної стійкості до корозії, починаючи від марок, еквівалентних нержавіючій сталі 316, як-от економічна дуплексна труба з нержавіючої сталі 2101, до марок, еквівалентних нержавіючій сталі з вмістом молібдену 6%, наприклад SAF 2507. Дуплексні труби з нержавіючої сталі мають дуже хороші характеристики. стійкість до корозійного розтріскування під напругою (SCC), яка «успадкована» від фериту. Здатність усіх дуплексних труб з нержавіючої сталі протистояти хлоридному корозійному розтріскуванню значно краща, ніж у аустенітної нержавіючої сталі серії 300. Стандартні марки аустенітної нержавіючої сталі, такі як 304 і 316, можуть страждати від корозійного розтріскування під напругою в присутності іонів хлориду, вологого повітря та підвищених температур. Тому в багатьох сферах застосування в хімічній промисловості, де існує більший ризик корозії під напругою, дуплексні труби з нержавіючої сталі часто використовуються замість аустенітної нержавіючої сталі.

04-Фізичні властивості: між аустенітною та феритною нержавіючої сталлю, але ближче до феритної та вуглецевої сталі. Загальноприйнято вважати, що гарна продуктивність може бути досягнута, коли співвідношення фази фериту та фази аустеніту в дуплексній трубі з нержавіючої сталі становить від 30% до 70%. Однак дуплексні труби з нержавіючої сталі часто вважаються приблизно наполовину феритовими і наполовину аустенітними. У поточному промисловому виробництві, щоб отримати найкращу в’язкість і характеристики обробки, частка аустеніту є трохи більшою. Взаємодія між основними легуючими елементами, особливо хромом, молібденом, азотом і нікелем, дуже складна. Щоб отримати стабільну двофазну структуру, сприятливу для обробки та виготовлення, потрібно подбати про те, щоб кожен елемент мав відповідний вміст.

Крім фазового балансу, другою основною проблемою щодо дуплексної труби з нержавіючої сталі та її хімічного складу є утворення шкідливих інтерметалічних фаз при підвищених температурах. σ-фаза та χ-фаза утворюються в нержавіючій сталі з високим вмістом хрому та молібдену та переважно осідають у феритній фазі. Додавання азоту значно затримує утворення цих фаз. Тому важливо підтримувати достатню кількість азоту в твердому розчині. Зі збільшенням досвіду виробництва дуплексних труб з нержавіючої сталі все більше визнається важливість контролю вузьких діапазонів складу. Спочатку встановлений діапазон складу дуплексної труби з нержавіючої сталі 2205 занадто широкий. Досвід показує, що для отримання найкращої стійкості до корозії та уникнення утворення інтерметалічних фаз вміст хрому, молібдену та азоту в S31803 слід підтримувати на середніх і верхніх межах діапазону вмісту. Це призвело до створення вдосконаленої двофазної сталі 2205 UNS S32205 із вузьким діапазоном складу.