Ống thép không gỉ song là loại thép kết hợp nhiều đặc tính ưu việt như khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, độ bền cao, dễ sản xuất và gia công. Tính chất vật lý của chúng là giữa thép không gỉ austenit và thép không gỉ ferit, nhưng gần với thép không gỉ ferit và thép cacbon hơn. Khả năng chống rỗ clorua và ăn mòn kẽ hở của ống thép không gỉ song công có liên quan đến hàm lượng crom, molypden, vonfram và nitơ của nó. Nó có thể tương tự như thép không gỉ 316 hoặc cao hơn thép không gỉ nước biển như thép không gỉ austenit 6% Mo. Khả năng chống gãy ăn mòn do ứng suất clorua của tất cả các ống thép không gỉ song công mạnh hơn đáng kể so với thép không gỉ austenit dòng 300, độ bền của nó cũng cao hơn nhiều so với thép không gỉ austenit đồng thời cho thấy độ dẻo và độ bền tốt.

Ống thép không gỉ song công được gọi là "song công" vì cấu trúc kim loại của nó bao gồm hai hạt thép không gỉ là ferrite và austenite. Trong hình bên dưới, pha austenite màu vàng được bao quanh bởi pha ferit màu xanh lam. Khi ống thép không gỉ song công tan chảy, đầu tiên nó sẽ đông đặc lại thành cấu trúc ferit hoàn chỉnh khi nó đông cứng từ trạng thái lỏng. Khi vật liệu nguội đến nhiệt độ phòng, khoảng một nửa số hạt ferrite chuyển thành hạt austenite. Kết quả là khoảng 50% cấu trúc vi mô là pha austenite và 50% là pha ferit.

Ống thép không gỉ song có cấu trúc vi mô hai pha austenite và ferrite
Đặc điểm của ống thép không gỉ song
01-Độ bền cao: Độ bền của ống thép không gỉ song công gấp khoảng 2 lần so với thép không gỉ austenit thông thường hoặc thép không gỉ ferit. Điều này cho phép các nhà thiết kế giảm độ dày thành trong một số ứng dụng nhất định.

02-Độ bền và độ dẻo tốt: Ống thép không gỉ song công tuy có độ bền cao nhưng lại có độ dẻo và độ bền tốt. Độ dẻo dai và độ dẻo của ống thép không gỉ song tốt hơn đáng kể so với thép không gỉ ferit và thép cacbon, đồng thời chúng vẫn duy trì độ bền tốt ngay cả ở nhiệt độ rất thấp như -40°C/F. Nhưng nó vẫn chưa thể đạt đến mức độ xuất sắc của thép không gỉ austenit. Giới hạn đặc tính cơ học tối thiểu đối với ống thép không gỉ song công theo tiêu chuẩn ASTM và EN

03-Khả năng chống ăn mòn: Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hóa học của nó. Ống thép không gỉ song thể hiện khả năng chống ăn mòn cao trong hầu hết các ứng dụng do hàm lượng crom cao, thuận lợi trong việc oxy hóa axit và đủ lượng molypden và niken để chịu được sự ăn mòn vừa phải trong môi trường axit. Khả năng của ống thép không gỉ song công chống rỗ ion clorua và ăn mòn kẽ hở phụ thuộc vào hàm lượng crom, molypden, vonfram và nitơ của chúng. Hàm lượng crôm, molypden và nitơ tương đối cao của ống thép không gỉ song công giúp chúng có khả năng chống rỗ clorua và ăn mòn kẽ hở tốt. Chúng có nhiều loại khả năng chống ăn mòn khác nhau, từ các loại tương đương với thép không gỉ 316, chẳng hạn như ống thép không gỉ song công tiết kiệm 2101, đến các loại tương đương với thép không gỉ molypden 6%, chẳng hạn như SAF 2507. Ống thép không gỉ song công có khả năng chống ăn mòn rất tốt. khả năng chống nứt do ăn mòn ứng suất (SCC), được “thừa hưởng” từ phía ferit. Khả năng chống nứt do ăn mòn ứng suất clorua của tất cả các ống thép không gỉ song công tốt hơn đáng kể so với thép không gỉ austenit dòng 300. Các loại thép không gỉ austenit tiêu chuẩn như 304 và 316 có thể bị nứt ăn mòn do ứng suất khi có ion clorua, không khí ẩm và nhiệt độ cao. Do đó, trong nhiều ứng dụng trong ngành hóa chất có nguy cơ ăn mòn ứng suất cao hơn, ống thép không gỉ song thường được sử dụng thay vì thép không gỉ austenit.

04-Tính chất vật lý: Giữa thép không gỉ austenit và thép không gỉ ferit, nhưng gần với thép không gỉ ferit và thép cacbon hơn. Người ta thường tin rằng có thể đạt được hiệu suất tốt khi tỷ lệ pha ferrite và pha austenite trong ống thép không gỉ song công là 30% đến 70%. Tuy nhiên, ống thép không gỉ song công thường được coi là có nửa ferit và nửa austenit. Trong sản xuất thương mại hiện nay, để có được độ dẻo dai và đặc tính xử lý tốt nhất, tỷ lệ austenite lớn hơn một chút. Sự tương tác giữa các nguyên tố hợp kim chính, đặc biệt là crom, molypden, nitơ và niken, rất phức tạp. Để có được cấu trúc hai pha ổn định có lợi cho quá trình gia công và sản xuất, phải cẩn thận để đảm bảo rằng mỗi thành phần có hàm lượng phù hợp.

Ngoài cân bằng pha, mối quan tâm lớn thứ hai liên quan đến ống thép không gỉ song công và thành phần hóa học của nó là sự hình thành các pha liên kim loại có hại ở nhiệt độ cao. Pha σ và pha χ được hình thành bằng thép không gỉ có hàm lượng crôm cao và molypden cao và tốt nhất là kết tủa trong pha ferit. Việc bổ sung nitơ làm trì hoãn đáng kể sự hình thành các pha này. Do đó, điều quan trọng là duy trì đủ lượng nitơ trong dung dịch rắn. Khi kinh nghiệm sản xuất ống thép không gỉ song công tăng lên, tầm quan trọng của việc kiểm soát phạm vi thành phần hẹp ngày càng được công nhận. Phạm vi thành phần ban đầu của ống thép không gỉ song công 2205 quá rộng. Kinh nghiệm cho thấy rằng để có được khả năng chống ăn mòn tốt nhất và tránh sự hình thành các pha liên kim loại, hàm lượng crom, molypden và nitơ của S31803 phải được giữ ở giới hạn giữa và trên của phạm vi hàm lượng. Điều này dẫn đến thép hai pha 2205 UNS S32205 được cải tiến với phạm vi thành phần hẹp.