双相不锈钢因为其金相显微安排由铁素体和奥氏体两种不锈钢晶粒组成，所以被称为 “双相”。下图中，蓝色彩的奥氏体相似乎 “岛屿” 被淡色的铁素体相海洋所围住。当双相不锈钢熔化后，它从液态凝结时首要凝结成彻底的铁素体结构，跟着资料冷却到室温，大约有一半的铁素体晶粒转变为奥氏体晶粒（“岛屿”）。其结果是，显微安排中大约50%为奥氏体相，50%为铁素体相。

双相结构使得这类不锈钢集许多优异特性于一身，这种结合的长处是强度高：双相不锈钢的强度大约是惯例奥氏体不锈钢或铁素体不锈钢强度的2倍。因而设计师在某些运用中就可减薄壁厚。下图比较了室温到300℃的温度区间几种双相不锈钢与316L奥氏体不锈钢的屈从强度。

虽然双相不锈钢强度高，但它们体现出杰出的塑性和耐性。双相不锈钢的耐性和延展性显着优于铁素体不锈钢和碳钢，即便在很低的温度如－40℃/F下仍坚持杰出的耐性。但还达不到奥氏体不锈钢的优异程度。

不锈钢的耐腐蚀性首要取决于其化学成分。在大多数运用环境中，双相不锈钢都显示出较高的耐蚀功能，这是因为它们铬含量高，在氧化性酸中很有利，而且含有满足量的钼和镍，本领中等还原性酸介质的腐蚀。

双相不锈钢耐氯离子点蚀和缝隙腐蚀的才能，取决于其铬、钼、钨和氮含量。双相不锈钢相对较高的铬、钼和氮含量使它们具有很好的耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀功能。它们有一系列不同的耐腐蚀功能，既有相当于316不锈钢耐蚀性的商标，如经济型双相不锈钢21011，也有相当于6%钼不锈钢耐蚀性的商标，如SAF 25077。

双相不锈钢具有非常好的耐应力腐蚀开裂（SCC）功能，这个特性是从铁素体这一方“承继”来的。一切双相不锈钢耐氯化物应力腐蚀开裂的才能均显着优于300系奥氏体不锈钢。而规范的奥氏体不锈钢商标如304和316，在有氯离子、湿润空气和温度升高的条件下，可能会发作应力腐蚀开裂。因而，在有较大应力腐蚀危险的化工行业许多运用，常常选用双相不锈钢来替代奥氏体不锈钢的运用。

而在物理物理功能方面，介于奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢之间，但更接近于铁素体不锈钢和碳钢。与具有相同耐腐蚀性的奥氏体不锈钢商标比较，双相不锈钢中镍、钼含量较低。因为合金元素含量低，双相不锈钢在价格上可能有优势，尤其是在合金附加费较高时。此外，因为双相不锈钢较高的屈从强度，其断面尺度常常可减薄。与选用奥氏体不锈钢的计划比较，选用双相不锈钢可显著地降低成本，减轻分量。

双相不锈钢的开展进程

双相不锈钢已有80多年的前史。前期的商标是铬、镍和钼的合金。1930年在瑞典生产出第一批锻轧双相不锈钢并用于亚硫酸盐造纸工业，开发这些商标是为了削减前期高碳奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题。1930年芬兰生产出双相不锈钢铸件。1936年Uranus 50 的前身在法国取得专利。二战后，AISI 329型不锈钢成为老练的商标并广泛用于硝酸设备的热交换器管道。3RE60是第一代专为前进耐氯化物应力腐蚀开裂（SCC）功能而研发的第一代双相不锈钢商标之一。后来，锻轧和铸造双相不锈钢商标均用于各种加工工业的运用，包含容器、热交换器和泵。

第一代双相不锈钢有杰出的功能体现，但在焊接状况下有局限性。焊缝的热影响区（HAZ）因为铁素体过多而耐性低，而且耐腐蚀功能显着低于母材。这些局限性使第一代双相不锈钢的运用，仅限于非焊接状况下的一些特定运用。1968年不锈钢精粹和氩氧脱碳(AOD)工艺的创造，使一系列新不锈钢钢种的发生成为可能。AOD所带来的许多前进之一就是氮作为合金元素的故意添加。双相不锈钢添加氮可以使焊接状况下HAZ的耐性和耐蚀性接近于母材的功能。跟着奥氏体稳定性的前进，氮还降低了有害金属间相的构成速率。

含氮的双相不锈钢被称为第二代双相不锈钢。这一新的商品化发展始于70年代后期，正好与北海海上油气田的开发及商场对具有优异耐氯离子腐蚀功能、杰出的加工功能和高强度的不锈钢需求相吻合。2205成为第二代双相不锈钢的首要商标并广泛用于海上石油渠道集气管线和处理设备。因为这种钢的强度高，因而壁厚可减薄，然后可以减轻渠道的分量，因而这种不锈钢的运用有很大的吸引力。

双相不锈钢包含一系列耐腐蚀特性各不相同的商标，其耐腐蚀功能取决于它们的合金成分。

本文依据耐腐蚀性，将现代双相不锈钢分为五类:

1. 不故意添加钼的经济型双相不锈钢，如2304；

2. 含钼的经济型双相不锈钢，如S32003;

3. Cr含量约22%、Mo含量3%的规范双相不锈钢，如2205，是首要的商标，约占双相不锈钢用量的60%；

4. Cr含量约为25%、Mo含量为3%的超级双相不锈钢，PREN值40～45，如2507；

5. 特超级双相不锈钢，Cr和Mo含量高于超级双相不锈钢，PREN值大于45，如S32707

不锈钢耐部分腐蚀功能与其合金元素含量有很强的相关联系。可以添加耐点蚀才能的元素首要有Cr, Mo, and N. W。虽然W不常用，但它的有用奉献约为Mo的一半（以分量百分比计）。不锈钢在氯离子溶液中的相对耐点蚀才能与不锈钢成分之间的联系可以用一个经历联系式来描绘，叫做耐点蚀当量数（PREN）。奥氏体不锈钢和双相不锈钢的PREN计算公式如下：

PREN（耐点蚀当量）= %Cr+3.3(%Mo+0.5%W) +16%N

表1 给出了第二代锻轧双相不锈钢和铸造双相不锈钢的化学成分和PREN值规模，为便于比较，第一代双相不锈钢和最常用的奥氏体不锈钢也包含在其间。

表1 锻轧和铸造双相不锈钢的化学成分 (分量%) 和PREN值规模*
(为便于比较，也列出了奥氏体钢商标)