Tyto duplexní oceli jsou z nerezové oceli , která má strukturu, duální fáze složená z feritu dokončeného 40-60% austenitu. Jsou také označovány jako patřící do rodiny austeno-feritických ocelí . Jejich tuhnutí probíhá nejprve ve feritické struktuře (delta ferit), po které následuje částečná transformace, v pevné fázi, v austenitické struktuře, někteří (zejména ve světě svařování) proto preferují termín feriticko-austenitický .
Duplexní oceli byly vyvinuty ve Švédsku ve 30. letech 20. století s cílem zlepšit odolnost proti korozi u zařízení používaných při výrobě papíru odolného proti mastnotě. Tyto druhy byly původně vytvořeny pro potírání problémů s korozí způsobených přítomností chloru v chladicích vodách a dalších agresivních chemických složek přítomných a přenášených v kapalinách obsažených ve výrobních procesech.
V sedmdesátých letech vedl rozvoj severomorských ropných a plynových polí a specifické problémy s korozí, kterým čelí offshore průmysl , k vývoji nových druhů duplexní oceli, které byly rychle přijaty strojírenskými společnostmi.
Duplexní nerezové oceli pokrývají různé druhy klasifikované podle jejich chemického složení. Toto chemické složení založené na vysokém obsahu chromu, niklu a molybdenu zlepšuje odolnost vůči mezikrystalové a důlkové korozi. Přítomnost dvou fází mikrostruktury zaručuje vyšší odolnost proti důlkové korozi a koroznímu praskání ve srovnání s konvenčními nerezovými ocelemi.
První generace těchto ocelí byla založena na slitinách chrómu, niklu a molybdenu. Navzdory jejich dobrým charakteristikám odolnosti proti korozi způsobilo svařování pokles jejich tažnosti (odolnosti) kvůli masivní přítomnosti feritické mikrostruktury, což omezilo jejich použití na několik konkrétních aplikací.
Nové třídy se vyznačují přídavkem dusíku (gamagenu) jako přídavného prvku ke zlepšení houževnatosti svařovaného spoje a zvýšení odolnosti proti korozi chlorem. Toto přidání dusíku podporuje strukturální vytvrzování mechanismem jemné intersticiální disperze, což zvyšuje mez pružnosti a pevnost v tahu bez zhoršení houževnatosti.
Nejběžnější třídy (označení EN 10088 pak AISI):
Duplexní oceli se dodávají v zchlazeném stavu od teploty mezi 1050 a 1150 ° C v závislosti na složení oceli, teplotním rozmezí, ve kterém koexistují delta ferit a austenit, a pro opětovné řešení chemických sloučenin (karbidy, nitridy, fáze sigma) .
Necitlivost na mezikrystalovou korozi je způsobena vysokým obsahem chrómu a nízkým obsahem uhlíku; také při udržování při vysoké teplotě (> 700 ° C ) mají tendenci tvořit intermetalické sloučeniny (FeCr v jemném srážení na hranicích zrn nazývaných σ fáze) a chemické sloučeniny, jako jsou karbidy a nitridy, což znemožňuje jejich použití při teplotách nad 300 ° C .
Tyto vysoké teploty dosaženo, a vysoká rychlost chlazení vyskytují u tradičních svařovacích procesů, bude mít tendenci zmrazit vytvořené struktury roztaveného kovu a základního kovu v blízkosti vedení taveniny. Nekontrolovaný tepelný cyklus proto bude mít tendenci způsobovat neúplnou transformaci feritu / austenitu, což má za následek vyšší hladinu feritu, než byla v základním materiálu v dodávaném stavu.
Struktury získané v tepelně ovlivněné zóně (ZAT) a zejména v roztavené zóně (ZF) proto mají tendenci ztrácet vlastnosti získané v dodaném stavu. Navíc bude houževnatost tím nižší, čím vyšší bude obsah feritu.
V zájmu zachování dobrých mechanických vlastností a odolnosti proti korozi ve svařovaném spoji: