La microstruttura ferritico-austenitica degli acciai duplex è ottenuta bilanciando gli elementi di lega cromo, nichel, molibdeno, manganese e azoto e consente di ottenere snervamenti più elevati e una maggiore resistenza alle cricche da tensocorrosione. Gli acciai duplex sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni in condizioni altamente corrosive in vari settori industriali, ad esempio petrolio/gas e CPI.
Gli acciai inossidabili duplex hanno una struttura composta da circa il 50% di microstruttura ferritica e circa il 50% di microstruttura austenitica. Per ottenere questa struttura mista, i formatori di ferrite (Cr, Mo, Si, W…) e di austenite (Ni, N, Mn) sono portati in un rapporto equilibrato tra loro. L’equilibrio ferrite-austenite è determinato non solo dalla composizione della lega, ma anche dal trattamento termico.
Gli acciai duplex sono classificati in base alla loro resistenza alla corrosione, che a sua volta dipende dagli elementi di lega. L’indicatore più comune è il Pitting Resistance Equivalent Number (PREN), calcolato secondo la formula %Cr + 3,3%Mo + 16-30%N.
I gradi duplex magri (come EN 1.4362/UNS S32304) hanno un valore PREN compreso tra 22 e 27, un contenuto di nichel relativamente basso e non sono legati al molibdeno o lo sono solo leggermente. Sono più adatti a condizioni meno aggressive.
Gli acciai duplex standard (il rappresentante più comune è il grado EN 1.4462/ UNS S32205) hanno un valore PREN compreso tra 28 e 38, contengono il 22% di cromo e il 3% di molibdeno. Coprono la gamma media di resistenza alla corrosione.
Gli acciai super duplex (ad esempio, grado EN 1.4507/UNS S32520) hanno un valore PREN compreso tra 39 e 45 e sono legati con il 25% di cromo, il 3,5% di molibdeno e lo 0,22%-0,3% di azoto.
Gli acciai iper-duplex hanno un valore PREN > 45. Gli acciai super e iper-duplex sono destinati a condizioni particolarmente aggressive, solitamente nell’industria petrolifera e del gas.
Gli acciai duplex hanno solitamente un carico di snervamento doppio rispetto agli acciai austenitici standard e sono magnetizzabili in proporzione al loro contenuto di ferrite. Rispetto ai gradi austenitici standard, gli acciai duplex sono generalmente più resistenti alle cricche da tensocorrosione, grazie al loro minore contenuto di Ni.
A causa della forte tendenza a precipitare e dell’infragilimento associato, la temperatura di servizio continuo di tutti gli acciai duplex è limitata a un massimo di circa 300°C e pertanto, in fase di produzione, è necessario tenere conto delle limitazioni di dimensioni/spessore delle pareti.