Stal duplex (stal dwufazowa o strukturze austenityczno - ferrytycznej)

Stale duplex stanowią dużą alternatywę w stosunku do klasycznych jednofazowych stali austenitycznych i ferrytycznych. Charakteryzują się przede wszystkim dużą odpornością na korozję ogólną, korozję międzykrystaliczną, korozję naprężeniową oraz korozję wżerową.

Wytrzymałość

Ponadto stale tego typu w porównaniu z klasycznymi stalami austenitycznymi wykazują dużo wyższą wytrzymałość na rozciąganie. Zasadniczą wadą stali typu duplex jest ich skłonność do wydzielania kruchych faz w podwyższonych temperaturach. Wydzielenia tych faz wpływają na pogorszenie odporności na korozję oraz obniżenie własności plastycznych.

Wytrzymałość na rozciąganie w stalach duplex jest zazwyczaj około dwa razy wyższa od granicy plastyczności, natomiast w przypadku stali austenitycznych relacja ta wynosi zaledwie ok. 0,35. Porównanie to świadczy na korzyść stali duplex, gdyż dla konstruktorów podstawową wielkością projektową jest granica plastyczności. W przypadku pracy w podwyższonych temperaturach należy liczyć się ze spadkiem granicy plastyczności, wskutek osłabienia umacniającego wpływu azotu. Dzieje się tak gdyż atomy azotu rozpuszczone w austenicie stają się bardziej ruchliwe, a więc w mniejszym stopniu mogą blokować ruch dyslokacji.

Ciągliwość stali

Stale duplex wykazują dobrą ciągliwość w stanie przesyconym, jak również po spawaniu. Wydłużenie omawianych stali mierzone w próbie rozciągania jest niższe w porównaniu ze stalami austenitycznymi i wynosi 25 ÷ 30 %. Udarność w temperaturze pokojowej jest na poziomie stali austenitycznych, jednak z obniżeniem temperatury maleje szybciej. Temperatura przejścia w stan kruchy dla stali duplex wynosi ok -50 oC. Wynika z tego że zakres temperatur pracy stali duplex mieści się w granicach od -50 oC do +300 oC.

Twardość

Twardość stali duplex jest wyższa od stali austenitycznych i jest to bezpośrednio związane z większą wytrzymałością struktury dwufazowej. Wyższa twardość sprawia, że stale duplex wykazują dobrą odporność na zużycie ścierne i erozję. Z właściwości fizycznych stali duplex można również wyróżnić małą wartość współczynnika rozszerzalności liniowej, dużo niższą od stali austenitycznych, a zbliżoną do współczynnika dla stali węglowych, co ma duże znaczenie wówczas, gdy zachodzi potrzeba łączenia w konstrukcji stali różnych gatunków.