Duplexné odlievanie nehrdzavejúcej ocele sa vzťahuje na proces vytvárania zložitých komponentov z duplexných zliatin nehrdzavejúcej ocele, ktoré kombinujú austenitické aj feritické štruktúry.
Jedinečné vlastnosti duplexnej nehrdzavejúcej ocele z nej robia neoceniteľný materiál v modernej výrobe, najmä v odvetviach, ktoré vyžadujú vysokú pevnosť, odpor, a trvanlivosť.
Jeho dvojfázová mikroštruktúra ponúka rovnováhu vlastností, ktoré je ťažké dosiahnuť s inými materiálmi, čo z neho robí preferovanú voľbu pre širokú škálu aplikácií.
V tomto blogu, preskúmame zložitosť duplexného odlievania nehrdzavejúcej ocele, jeho vlastnosti, proces odlievania, a ako sa používa v rôznych odvetviach.
1. Čo je to duplexná nehrdzavejúca oceľ?
Dvojfázová štruktúra
Duplexná nehrdzavejúca oceľ je pomenovaná pre svoju jedinečnú dvojfázovú štruktúru, ktorý kombinuje austenitické a feritické zrná.
Austenitová fáza je známa svojou vynikajúcou odolnosťou proti korózii, zatiaľ čo feritová fáza poskytuje zvýšenú pevnosť a odolnosť voči koróznemu praskaniu pod napätím.
Vďaka tejto štruktúre je duplexná nehrdzavejúca oceľ obzvlášť vhodná do drsných prostredí, kde je rozhodujúca pevnosť a odolnosť proti korózii.
Typické chemické zloženie duplexných nehrdzavejúcich ocelí
| Známka | OUST | Uhlík (C) | Mangán (Mn) | Kremík (A) | Fosfor (P) | Síra (Siež) | Chróm (Cr) | Nikel (V) | Molybdén (Mí) | Dusík (N) | Iní |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2205 | S31803/S32205 | ≤ 0.030 | ≤ 2.00 | ≤ 1.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | 21.5 - 23.5 | 4.5 - 6.5 | 2.5 - 3.5 | 0.14 - 0.22 | - |
| 2507 | S32750 | ≤ 0.030 | ≤ 2.00 | ≤ 1.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | 25 - 27 | 3.5 - 4.5 | 3.5 - 4.5 | 0.25 - 0.35 | - |
| 2304 | S32304 | ≤ 0.030 | ≤ 2.00 | ≤ 1.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | 22 - 23 | 1.5 - 2.5 | 1.5 - 2.5 | 0.10 - 0.20 | - |
| 2101 | S32101 | ≤ 0.030 | ≤ 1.50 | ≤ 1.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | 19 - 21 | 0.8 - 1.2 | 0.3 - 0.7 | 0.08 - 0.12 | - |
| 2707H | S32707 | ≤ 0.030 | ≤ 2.00 | ≤ 1.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | 26 - 28 | 4.0 - 5.0 | 3.5 - 4.5 | 0.25 - 0.35 | - |
| 2825 | S32825 | ≤ 0.030 | ≤ 2.00 | ≤ 1.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | 24 - 26 | 4.0 - 5.0 | 3.0 - 4.0 | 0.20 - 0.30 | - |
| 32760 | S32760 | ≤ 0.030 | ≤ 2.00 | ≤ 1.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | 24 - 26 | 6.0 - 7.0 | 3.5 - 4.5 | 0.20 - 0.30 | Cu: 0.5 - 1.5% |
| 329J4L | S32948 | ≤ 0.020 | ≤ 2.00 | ≤ 1.00 | ≤ 0.030 | ≤ 0.020 | 22 - 24 | 3.0 - 4.5 | 3.0 - 4.0 | 0.20 - 0.30 | W: 0.5 - 1.5% |
Ekvivalentný stupeň
Štandardná duplexná nehrdzavejúca oceľ (Napr., 2205)
- USA: S31803 / S32205
- astm/aisi: 2205
- V: 1.4462
- ON: SUS329J3L
- AFNOR: Z3 CND 22-05 The
Super duplex z nehrdzavejúcej ocele (Napr., 2507)
- USA: S32750 / S32760
- astm/aisi: 2507
- V: 1.4410
- ON: SUS329J4L
- AFNOR: Z3 KN 25-06 The
2. Duplexný proces odlievania nehrdzavejúcej ocele
Čo je Casting?
Odlievanie je výrobný proces, pri ktorom sa roztavený kov naleje do formy a nechá sa stuhnúť. Medzi základné kroky patrí:
- Topenie: Duplexná nehrdzavejúca oceľ sa taví v peci.
- Nalievanie: Roztavený kov sa naleje do vopred pripravenej formy.
- Tuhnutie: Kov vo forme chladne a tuhne, prevzatie tvaru formy.
- Dokončovanie: Odliaty diel sa vyberie z formy a podstúpi dokončovacie procesy, ako je brúsenie, obrábanie, a tepelným spracovaním.
Špeciálne požiadavky na duplexné odlievanie nehrdzavejúcej ocele
Odlievanie duplexnej nehrdzavejúcej ocele predstavuje jedinečné výzvy:
- Udržiavanie fázovej rovnováhy: Riadenie rýchlosti chladenia a teploty je rozhodujúce pre udržanie správnej rovnováhy medzi austenitickou a feritickou fázou.
- Vyhýbanie sa oddeleniu fáz: Rýchle ochladenie môže viesť k tvorbe nežiaducich fáz, ako je sigma fáza, čo môže znížiť ťažnosť a húževnatosť.
- Riadiaca mikroštruktúra: Na dosiahnutie požadovanej mikroštruktúry a mechanických vlastností je potrebná presná kontrola parametrov odlievania.
Bežné metódy odlievania
| Metóda | Opis | Výhody |
|---|---|---|
| Odlievanie investícií | Ideálne na výrobu zložitých a presných dielov s hladkým povrchom. | Vysoká presnosť, povrchová povrchová úprava, vhodné pre zložité vzory. |
| Odlievanie piesku | Vhodné pre väčšie diely a zložitejšie geometrie, často používané na prototypovanie a malé výrobné série. | Nákladovo efektívne pre malé až stredné výrobné série, flexibilita v dizajne. |
| Odlievanie | Menej bežné pre duplexné nerezové ocele, ale môžu byť použité pre veľkoobjemovú výrobu menších, jednoduchšie časti. | Vysoká rýchlosť výroby, konzistentná kvalita, nákladovo efektívne pre veľké objemy. |
Výhody odlievania duplexnej nehrdzavejúcej ocele
- Komplexné geometrie: Proces odlievania umožňuje vytváranie zložitých a detailných tvarov, ktoré je často ťažké alebo nemožné opracovať.
- Nákladovo efektívne: Pre veľké výrobné série, odlievanie znižuje výrobné náklady pri zachovaní stálej kvality.
- Vysoká presnosť: Odlievanie duplexnej nehrdzavejúcej ocele umožňuje komponenty s presnými rozmermi, minimalizuje potrebu rozsiahleho následného spracovania.
3. Kľúčové vlastnosti duplexnej nehrdzavejúcej ocele
Duplexné nehrdzavejúce ocele sú rodinou nehrdzavejúce ocele ktoré kombinujú mikroštrukturálne vlastnosti feritických a austenitických nehrdzavejúcich ocelí.
Táto jedinečná kombinácia poskytuje rovnováhu vlastností, vďaka ktorým je duplexná nehrdzavejúca oceľ veľmi žiaduca pre širokú škálu aplikácií,
najmä v prostrediach s vysokou pevnosťou, odpor, a húževnatosť je potrebná.
Chemické vlastnosti
Odpor
- Odolnosť proti jamkovej a štrbinovej korózii: Duplexné nehrdzavejúce ocele vykazujú vynikajúcu odolnosť voči jamkovej a štrbinovej korózii, ktoré sú bežnými problémami v prostrediach s obsahom chloridov.
Je to spôsobené ich vyšším obsahom chrómu a molybdénu v porovnaní so štandardnými austenitickými nehrdzavejúcimi oceľami. - Praskanie korózie stresu (Scc) Odpor: Duplexné nehrdzavejúce ocele majú vynikajúcu odolnosť proti koróznemu praskaniu, najmä v chloridovom prostredí.
Táto vlastnosť je rozhodujúca v aplikáciách zahŕňajúcich horúce, soľné roztoky, ako sú tie, ktoré sa nachádzajú na ropných a plynových plošinách na mori. - Všeobecná odolnosť proti korózii: Vyvážená mikroštruktúra duplexných nehrdzavejúcich ocelí poskytuje dobrú všeobecnú odolnosť proti korózii,
vďaka čomu sú vhodné pre rôzne korozívne médiá, vrátane roztokov kyselín a zásad.
Medzikryštalická korózia
- Nízky obsah uhlíka: Duplexné nehrdzavejúce ocele majú zvyčajne nízky obsah uhlíka, čo minimalizuje riziko medzikryštalickej korózie.
To sa dosiahne reguláciou obsahu uhlíka na nižšie úrovne 0.03%, ktorý pomáha predchádzať tvorbe karbidov chrómu na hraniciach zŕn.
Zvárateľnosť
- Vlastnosti zvárania: Napriek ich vysokej sile, duplexné nehrdzavejúce ocele možno zvárať konvenčnými technikami.
Však, treba dbať na reguláciu prívodu tepla a rýchlosti ochladzovania, aby sa zabránilo vzniku nežiaducich fáz,
ako je sigma fáza, čo môže znížiť ťažnosť a húževnatosť.
Environmentálna stabilita
- Chloridové prostredie: Duplexné nehrdzavejúce ocele sú obzvlášť vhodné pre prostredia bohaté na chloridy,
ako je morská voda a soľanka, kde poskytujú vynikajúcu odolnosť proti korózii spôsobenej chloridmi.
Fyzické vlastnosti
Hustota
- Hodnota: Približne 7.8 g/cm³
- Význam: Hustota duplexných nehrdzavejúcich ocelí je podobná hustote iných nehrdzavejúcich ocelí, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie, kde hmotnosť nie je kritickým faktorom.
Však, ich vysoký pomer pevnosti k hmotnosti stále ponúka výhody v určitých aplikáciách.
Mechanické vlastnosti
- Výnosová sila: Duplexné nehrdzavejúce ocele majú medzu klzu, ktorá je zvyčajne dvojnásobná v porovnaní s austenitickými nehrdzavejúcimi oceľami.
Napríklad, medza klzu z 2205 duplexná nehrdzavejúca oceľ sa môže pohybovať od 450 do 750 MPA. - Pevnosť v ťahu: Pevnosť v ťahu duplexných nehrdzavejúcich ocelí je tiež vyššia ako pevnosť austenitických nehrdzavejúcich ocelí, často v rozmedzí od 550 do 850 MPA.
- Predĺženie: Napriek ich vysokej sile, duplexné nehrdzavejúce ocele si zachovávajú primerané predĺženie, zvyčajne okolo 25-30%, ktorý poskytuje dobrú ťažnosť a tvárnosť.
- Húževnatosť: Duplexné nehrdzavejúce ocele vykazujú vynikajúcu rázovú húževnatosť, aj pri nízkych teplotách, vďaka čomu sú vhodné pre kryogénne aplikácie.
Tepelné vlastnosti
- Tepelná vodivosť: Duplexné nehrdzavejúce ocele majú vyššiu tepelnú vodivosť ako austenitické nehrdzavejúce ocele, ktoré sa môžu pohybovať od 15 do 30 W/m · k.
Táto vlastnosť je výhodná v aplikáciách, kde sa vyžaduje efektívny prenos tepla. - Tepelná expanzia: Koeficient tepelnej rozťažnosti duplexných nehrdzavejúcich ocelí je nižší ako koeficient austenitických nehrdzavejúcich ocelí, zvyčajne okolo 10.5 do 12.5 um/m°C.
Táto vlastnosť znižuje tepelné namáhanie a deformáciu pri vysokoteplotných aplikáciách.
Elektrické vlastnosti
- Elektrický odpor: Elektrický odpor duplexnej nehrdzavejúcej ocele je vyšší ako odpor uhlíkovej ocele, ale nižší ako odpor austenitickej nehrdzavejúcej ocele.
Zvyčajne sa pohybuje od 70 do 80 µΩ·cm, čo ovplyvňuje ich vhodnosť pre elektrické aplikácie.
Magnetické vlastnosti
- Feromagnetické správanie: Na rozdiel od austenitických nehrdzavejúcich ocelí, duplexné nehrdzavejúce ocele sú feromagnetické vďaka svojej feritickej fáze.
Táto vlastnosť môže byť výhodná v určitých aplikáciách, ako sú procesy magnetickej separácie, ale možno nevýhodou v iných, kde sa vyžadujú nemagnetické materiály.
| Majetok | Typická hodnota | Popis a výhody aplikácie |
|---|---|---|
| Výnosová sila | 450-550 MPA | Približne dvojnásobná medza klzu v porovnaní s austenitickými nehrdzavejúcimi oceľami 304 a 316, vďaka čomu sú duplexné ocele ideálne pre konštrukčné a nosné aplikácie. |
| Hustota | ~7,8 g/cm³ | Podobne ako ostatné nehrdzavejúce ocele, vhodné pre komponenty vyžadujúce vysoký pomer pevnosti k hmotnosti. |
| Modul pružnosti | 190-210 GPA | Ponúka tuhosť, čo je výhodné v aplikáciách vyžadujúcich štrukturálnu integritu pri zaťažení. |
| Tepelná vodivosť | ~25 W/m·K | Vyššia ako u austenitických nehrdzavejúcich ocelí, výhodné pre aplikácie prenosu tepla v chemickom a energetickom priemysle. |
| Tepelná expanzia | 13.5 x 10⁻⁶/°C | Nižšia rýchlosť tepelnej rozťažnosti ako austenitické druhy, Vďaka tomu je veľmi vhodný pre aplikácie s teplotnými výkyvmi, aby sa znížilo riziko tepelného namáhania a deformácie. |
4. Aplikácie duplexných odliatkov z nehrdzavejúcej ocele
Ropný a plynárenský priemysel
- Offshore platformy: Ventily, potrubia, a tlakové nádoby, ktoré vyžadujú vynikajúcu odolnosť proti korózii v morskej vode a agresívnym chemikáliám.
- Pobrežné zariadenia: Komponenty pre rafinérie a spracovateľské závody, ako sú výmenníky tepla a zásobníky.
Námorné aplikácie
- Stavba lodí: Komponenty trupu, vrtule, a iné časti vystavené morskej vode.
- Odsoľovacie zariadenia: Zariadenia na úpravu vody a procesy odsoľovania, kde je kritická odolnosť proti korózii.
Chemické spracovanie a buničina & Papierenský priemysel
- Reaktory a výmenníky tepla: Komponenty, ktoré zvládajú agresívne chemikálie a vysoké tlaky.
- Skladovacie nádrže: Nádoby na skladovanie a prepravu korozívnych látok.
Generovanie energie
- Vysokotlakové systémy: Komponenty pre parné turbíny, kotly, a výmenníky tepla.
- Jadrové elektrárne: Časti, ktoré vyžadujú vysokú pevnosť a odolnosť proti korózii v rádioaktívnom prostredí.
Potravinársky a nápojový priemysel
- Zariadenia na spracovanie: Čerpadlá, ventily, a časti strojov, ktoré musia odolávať korózii spôsobenej čistiacimi chemikáliami a látkami súvisiacimi s potravinami.
- Skladovacie nádrže: Nádoby na skladovanie a prepravu potravín a nápojov.
5. Výhody duplexných odliatkov z nehrdzavejúcej ocele
Vynikajúca odolnosť proti korózii
- Atmosférické a podvodné prostredie: Kombinácia austenitických a feritických fáz zvyšuje odolnosť materiálu voči korózii v atmosférickom aj podmorskom prostredí.
- Prostredia bohaté na chloridy: Vynikajúca odolnosť voči jamkovej a štrbinovej korózii v prostrediach bohatých na chloridy, ako je morská voda a soľanka.
Vyšší pomer pevnosti k hmotnosti
- Vysoká mechanická pevnosť: Duplexné odliatky z nehrdzavejúcej ocele ponúkajú vysokú pevnosť v ťahu a medzu klzu, vďaka tomu sú ideálne pre aplikácie, kde je kritické zníženie hmotnosti.
- Ľahký dizajn: Vysoký pomer pevnosti k hmotnosti umožňuje konštrukciu ľahších a efektívnejších komponentov.
Nákladovo efektívne pre veľké výrobné série
- Efektívna výroba: Procesy odlievania umožňujú efektívnu výrobu veľkých objemov tvarovo zložitých dielov pri nižších nákladoch v porovnaní s inými výrobnými metódami.
- Znížené obrábanie: Schopnosť vyrábať takmer čisté tvary znižuje potrebu rozsiahleho obrábania, úspora času a materiálu.
Vylepšená odolnosť
- Dlhodobý výkon: Vďaka svojej vysokej pevnosti a odolnosti voči koróznemu praskaniu, duplexná nehrdzavejúca oceľ je ideálna pre kritické, dlhotrvajúce aplikácie v náročných prostrediach.
6. Výzvy v duplexnom odlievaní nehrdzavejúcej ocele
Vady odliatku
- Pórovitosť a zmršťovanie: Tieto chyby môžu ovplyvniť kvalitu a celistvosť odliatkov.
- Inklúzia: Cudzie častice alebo nečistoty môžu oslabiť materiál a znížiť jeho výkon.
Problémy so zváraním a výrobou
- Špeciálne postupy: Zváranie duplexnej nehrdzavejúcej ocele môže vyžadovať špeciálne postupy a prídavné materiály, aby sa predišlo ohrozeniu jej odolnosti proti korózii a mechanických vlastností.
- Tepelné spracovanie: Tepelné spracovanie po zváraní môže byť potrebné na optimalizáciu mikroštruktúry a vlastností zvarových spojov.
Zložitosť vo výrobe
- Presné ovládanie: Riadenie rovnováhy medzi feritickou a austenitickou fázou počas odlievania vyžaduje presnú kontrolu nad parametrami odlievania, ako je teplota a rýchlosť chladenia.
- Zabezpečenie kvality: Prísne opatrenia na kontrolu kvality sú nevyhnutné na zabezpečenie toho, aby konečný produkt spĺňal požadované špecifikácie a výkonnostné normy.
7. Duplexná nehrdzavejúca oceľ vs Super Duplex nehrdzavejúca oceľ
Duplexná nehrdzavejúca oceľ a Super duplex z nehrdzavejúcej ocele sú rôzne zliatiny, aj keď majú určité podobnosti.
Oba sú navrhnuté s dvojfázovou mikroštruktúrou, pozostávajúce zo zmesi austenitické a feritický fázy, čo im dáva vynikajúce mechanické vlastnosti a vysokú odolnosť proti korózii.
Však, líšia sa svojim zložením, výkon, a vhodné aplikácie.
| Funkcia | Duplexná nehrdzavejúca oceľ | Super duplex z nehrdzavejúcej ocele |
|---|---|---|
| Fázové zloženie | Zhruba 50% austenit a 50% ferit | Približne 40-50% austenit a 50-60% ferit |
| Zliatinové prvky | Obsahuje menej molybdénu a chrómu ako super duplex | Vyššie hladiny chrómu, molybdén, a dusík |
| Odpor | Dobrá odolnosť proti jamkovej a štrbinovej korózii, najmä v chloridovom prostredí | Vynikajúca odolnosť voči jamkovej korózii, štrbinová korózia, a korózne praskanie pod napätím v agresívnejších prostrediach |
| Pevnosť v ťahu | Vo všeobecnosti nižšia ako super duplex | Vyššia pevnosť v ťahu vďaka pridaniu väčšieho množstva legujúcich prvkov |
| Výnosová sila | Okolo 450 MPA | Okolo 550-720 MPA, vyššia medza klzu |
| Žiadosti | Vhodné pre námorné, chemický, a potravinársky priemysel | Používa sa v agresívnejších prostrediach, ako sú ropné a plynové plošiny na mori, odsoľovacie zariadenia, a chemické spracovanie |
| Náklady | Menej drahé v porovnaní so super duplexom | Drahšie kvôli vyššiemu obsahu zliatiny |
Super duplex z nehrdzavejúcej ocele
Super duplexná nehrdzavejúca oceľ, ako Známka 2507, obsahuje vyššie hladiny chróm, molybdén, a dusíka v porovnaní s duplexnou nehrdzavejúcou oceľou.
Tieto dodatočné prvky zlepšujú jeho odolnosť voči extrémnym vplyvom prostredia, najmä vo vysoko korozívnych a vysokotlakových aplikáciách.
Ponuka super duplexných ocelí vynikajúca odolnosť proti korózii, najmä v prostrediach s obsahom chloridov a kyslých látok.
Používajú sa v náročnejších odvetviach, ako sú ropné a plynárenské plošiny na mori, odsoľovacie zariadenia, a chemické reaktory, kde drsné podmienky vyžadujú silnejšie, materiál odolnejší voči korózii.
8. Záver
Duplexný odliatok z nehrdzavejúcej ocele poskytuje robustné riešenie pre priemyselné odvetvia, ktoré vyžadujú materiály s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami, vysoká odolnosť proti korózii, a trvanlivosť.
Jeho jedinečná kombinácia austenitických a feritických fáz ponúka množstvo výhod, vrátane zvýšenej pevnosti a odolnosti voči koróznemu praskaniu pod napätím.
Pochopenie procesu odlievania, výhody, a aplikácie duplexnej nehrdzavejúcej ocele vám pomôžu zabezpečiť výber správneho materiálu pre váš ďalší projekt, maximalizácia výkonu aj nákladovej efektívnosti.
Ak máte nejaké potreby na spracovanie duplexnej nehrdzavejúcej ocele, Prosím, neváhajte a Kontaktujte nás.
Dodatočný obsah
Kľúčové legovacie prvky z duplexnej nehrdzavejúcej ocele
Chróm
Na vytvorenie stabilného pasívneho filmu z oxidu chrómu, ktorý chráni pred atmosférickou koróziou, oceľ musí obsahovať min 10.5% chróm. Zvýšený obsah chrómu zvyšuje odolnosť nehrdzavejúcej ocele proti korózii.
Chróm podporuje tvorbu kubických sústredených na telo (BCC) ferit, prvok tvoriaci ferit. Vyššie hladiny chrómu vyžadujú viac niklu na dosiahnutie austenitu alebo duplexu (ferit-austenit) štruktúry.
Vysoký obsah chrómu tiež podporuje tvorbu intermetalických fáz. Austenitické nehrdzavejúce ocele majú zvyčajne min 16% chróm, kým duplexné nerezové ocele majú min 20%.
Chróm tiež zlepšuje odolnosť proti oxidácii pri vysokej teplote, rozhodujúce pre vytváranie a odstraňovanie oxidových šupín alebo temperovacích farieb po tepelnom spracovaní alebo zváraní.
Morenie a odstraňovanie temperových farieb je náročnejšie pre duplexnú nehrdzavejúcu oceľ v porovnaní s austenitickou nehrdzavejúcou oceľou.
Molybdén
Molybdén výrazne zvyšuje odolnosť nehrdzavejúcej ocele proti jamkovej a štrbinovej korózii. V chloridovom prostredí, molybdén je trikrát účinnejší ako chróm, ak ho oceľ obsahuje min 18% chróm.
Molybdén, prvok tvoriaci ferit, tiež zvyšuje sklon k tvorbe intermetalických fáz.
Preto, austenitické nehrdzavejúce ocele zvyčajne obsahujú menej ako 7.5% molybdén, zatiaľ čo duplexné nehrdzavejúce ocele obsahujú menej ako 4%.
Dusík
Dusík zvyšuje odolnosť austenitických a duplexných nehrdzavejúcich ocelí proti bodovej a štrbinovej korózii a výrazne zvyšuje ich pevnosť.
Je to najúčinnejší prvok na spevnenie tuhého roztoku a lacný legovací prvok.
Zlepšená húževnatosť duplexnej nehrdzavejúcej ocele s obsahom dusíka je výsledkom vyššieho obsahu austenitu a zníženej tvorby intermetalickej fázy.
Hoci dusík nezabráni precipitácii intermetalickej fázy, odďaľuje to, poskytuje dostatok času na spracovanie a výrobu.
Dusík sa pridáva do vysoko odolných austenitických a duplexných nehrdzavejúcich ocelí s vysokým obsahom chrómu a molybdénu, aby sa zabránilo tendencii vytvárať σ fázu.
Dusík, silný prvok tvoriaci austenit, môže nahradiť časť niklu v austenitických nehrdzavejúcich oceliach.
Znižuje energiu pri vrstvení a zvyšuje rýchlosť tvrdnutia austenitu.
Zvyšuje tiež pevnosť austenitu spevnením tuhým roztokom.
Duplexné nehrdzavejúce ocele zvyčajne obsahujú dusík a ich obsah niklu je upravený tak, aby sa dosiahla vhodná fázová rovnováha.
Vyvažovacie feritotvorné prvky (chróm a molybdén) s prvkami tvoriacimi austenit (nikel a dusík) je nevyhnutný na dosiahnutie duplexnej štruktúry.
Nikel
Nikel stabilizuje austenit, podpora transformácie kryštálovej štruktúry z kubickej centrovanej na telo (BCC) feritový až plošne centrovaný kubický (Fcc) austenity.
Feritické nehrdzavejúce ocele obsahujú málo alebo žiadny nikel, zatiaľ čo duplexné nehrdzavejúce ocele majú nízky až stredný obsah niklu, zvyčajne 1.5% do 7%.
Austenitické nehrdzavejúce ocele v 300 séria obsahuje min 6% nikel.
Pridanie niklu oneskoruje tvorbu škodlivých intermetalických fáz v austenitických nehrdzavejúcich oceliach, hoci tento efekt je menej významný u duplexných nehrdzavejúcich ocelí v porovnaní s dusíkom.
Kocka so stredom tváre (Fcc) štruktúra dáva austenitickej nehrdzavejúcej oceli vynikajúcu húževnatosť.
Pretože takmer polovica konštrukcie duplexnej nehrdzavejúcej ocele je austenit, duplexná oceľ je výrazne tvrdšia ako feritická nehrdzavejúca oceľ.
