¿Qué es el acero inoxidable dúplex?

El acero inoxidable dúplex es un tipo especial de acero llamado así por su microestructura bifásica: contiene tanto Austenítico y Ferrítico cada fase cristalina constituye aproximadamente 50%. Esta microestructura precisa es la base del alto rendimiento del acero inoxidable dúplex. La fase ferrítica proporciona alta resistencia y resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión, mientras que la fase austenítica garantiza excelente tenacidad y ductilidad. Esta combinación perfecta permite al acero inoxidable dúplex superar las limitaciones de los aceros monofásicos, convirtiéndolo en un material que ofrece a la vez solidez y resistencia a la corrosión.

Este artículo ofrece una visión general de las propiedades, tipos y aplicaciones de los inoxidables dúplex y responde a las preguntas más frecuentes.

Evolución histórica

Los orígenes del acero inoxidable dúplex se remontan a la década de 1930 en Suecia, donde se desarrolló por primera vez para su uso en la industria papelera del sulfito con el fin de resistir la corrosión por cloruros. Sin embargo, su aplicación siguió siendo limitada debido a las tecnologías de fundición de la época. No fue hasta la década de 1970, con la maduración del Descarburación por argón-oxígeno (AOD) que los investigadores pudieron controlar con precisión el contenido de carbono y nitrógeno del acero. Este avance estabilizó la proporción de austenita y ferrita, lo que condujo a la producción y aplicación a gran escala de 2205la segunda generación de inoxidables dúplex. El desarrollo posterior de los aceros inoxidables superdúplex mejorados con nitrógeno (como los 2507) en la década de 1980 ampliaron aún más su uso en entornos aún más severos, convirtiéndolos en un material de alto rendimiento indispensable en la industria moderna.

Microestructura

Se compone de fases cristalinas austeníticas y ferríticas, que suelen disponerse en bandas alternas o estructuras en forma de isla. La fase austenítica tiene una estructura cúbica centrada en la cara (FCC), mientras que la fase ferrítica tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC). Esta estructura dual combina las ventajas de ambas fases cristalinas: los límites de grano de la fase ferrítica pueden detener eficazmente la propagación de grietas, proporcionando una gran resistencia y resistencia a las grietas por corrosión bajo tensión. Al mismo tiempo, la tenacidad y ductilidad de la fase austenítica garantizan la fiabilidad del material durante su procesamiento y uso.

Composición

La siguiente tabla muestra la gama típica de elementos de aleación clave para los grados dúplex comunes.

Elemento de aleación	2205 (Estándar)	2507 (Super)	2101 (Lean)	32760 (Super)
Cromo (Cr)	22% – 23%	24% – 26%	21% – 22%	24% – 26%
Níquel (Ni)	4.5% – 6.5%	6% – 8%	1.5% – 2.5%	6% – 8%
Molibdeno (Mo)	3% – 3.5%	3% – 5%	0.1% – 0.8%	3% – 4%
Nitrógeno (N)	0.14% – 0.20%	0.24% – 0.32%	0.20% – 0.25%	0.20% – 0.30%
Carbono (C)	≤0.030%	≤0.030%	≤0.030%	≤0.030%
Manganeso (Mn)	≤2%	≤1.2%	4% – 6%	–
Silicio (Si)	≤1%	≤0.8%	–	–
Fósforo (P)	≤0.03%	≤0.035%	–	–
Cobre (Cu)	–	–	0.1% – 0.8%	0.5% – 1.0%
Tungsteno (W)	–	–	–	0.5% – 1.0%

Rendimiento

La estructura única del acero inoxidable dúplex le confiere un rendimiento superior, convirtiéndolo en un material idóneo para aplicaciones exigentes. En la siguiente tabla se detallan las propiedades específicas de los tipos de acero inoxidable dúplex más comunes.

Propiedad	2205 (dúplex estándar)	2507 (Super Dúplex)	2101 (Lean Duplex)	32760 (Super Dúplex)
Resistencia a la tracción	620 - 880 MPa	800 - 1000 MPa	600 - 850 MPa	780 - 950 MPa
Límite elástico	450 MPa mínimo	550 MPa mínimo	400 MPa mínimo	550 MPa mínimo
Resistencia a la corrosión	Excelente resistencia a la corrosión por picaduras, fisuras y tensiones en ambientes clorados.	Resistencia extremadamente alta a la corrosión por picaduras, fisuras y tensiones. Superior a la 2205.	Comparable al 304L en muchos entornos, con una resistencia superior al agrietamiento por corrosión bajo tensión.	Excepcional resistencia a la corrosión y la erosión. Se utiliza en los entornos más agresivos.
Dureza	Buena, sobre todo a bajas temperaturas, hasta -50°C.	Buena, con resistencia a la fragilización.	Bien.	Excelente.

Tipos de acero inoxidable dúplex

El acero inoxidable dúplex no es un material único, sino una familia de calidades, que se clasifican en distintos tipos en función de su contenido de aleación y sus prestaciones.

• Acero dúplex magro: Estas calidades reducen el contenido del caro níquel y lo compensan aumentando el manganeso y el nitrógeno para mantener el rendimiento. Un ejemplo excelente es 2101que ofrece una solución rentable con buena resistencia a la corrosión, utilizada a menudo en aplicaciones arquitectónicas y estructurales.
• Acero dúplex estándar: Representado por 2205Es la calidad más utilizada y equilibrada, ya que ofrece una excelente combinación de fuerza y resistencia a la corrosión. Es la mejor opción para la mayoría de las aplicaciones.
• Acero superdúplex: Grados como 2507 y 32760 contienen niveles más altos de cromo, molibdeno y nitrógeno. Esto las hace extremadamente fuertes y resistentes a la corrosión. Están diseñados específicamente para los entornos más agresivos, como la desalinización de agua de mar y los medios altamente ácidos.

Grados

Los aceros inoxidables dúplex están disponibles en diferentes grados en función de su resistencia a la corrosión y sus niveles de resistencia. Estos son algunos de los tipos de acero inoxidable dúplex más comunes y sus aplicaciones:

Grado	Nombre común	Propiedades clave	Aplicaciones típicas
2205	Acero dúplex estándar	Fuerza equilibrada y resistencia a la corrosión	Petróleo y gas, ingeniería química, ingeniería naval
2507	Acero superdúplex	Extremadamente alto resistencia a la corrosión	Desalinización de agua de mar, ambientes ácidos agresivos
2101	Acero dúplex magro	Rentable, buena resistencia a la corrosión	Construcción, industria ligera
32760	Acero superdúplex	Fuerza y resistencia a la corrosión extremadamente altas	Equipos de aguas profundas, intercambiadores de calor

Problemas de soldadura

La soldadura de los inoxidables dúplex es más compleja que la de los inoxidables monofásicos. El principal reto reside en mantener el equilibrio de las fases austenítica y ferrítica en la soldadura. Si el ciclo térmico de soldadura no se controla adecuadamente, pueden producirse los siguientes problemas:

• Desequilibrio de fases: El calor de la soldadura puede afectar al equilibrio de fases en el cordón de soldadura y la zona afectada por el calor. Un aporte excesivo de calor o una velocidad de enfriamiento rápida pueden provocar un contenido ferrítico demasiado elevado, que sacrifica la tenacidad y la resistencia a la corrosión del material.
• Formación de fases perjudiciales: La exposición prolongada a determinados rangos de temperatura (por ejemplo, entre 800 °C y 950 °C) puede provocar la formación de fases intermetálicas frágiles, como la fase sigma (fase σ). Estas fases perjudiciales pueden reducir drásticamente la tenacidad, ductilidad y resistencia a la corrosión del material.

Por tanto, la soldadura de inoxidables dúplex requiere un control estricto del aporte de calor, la temperatura entre pasadas y la velocidad de enfriamiento. El uso de materiales de aportación especializados que se ajusten a la composición del metal base también es esencial para garantizar que la unión soldada mantenga sus excelentes propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre el acero inoxidable dúplex y el 316?

• Acero inoxidable 316 es un acero inoxidable austenítico de resistencia moderada a la corrosión, pero poco resistente al agrietamiento por corrosión bajo tensión.
• Acero inoxidable dúplex (por ejemplo, 2205) tiene el doble de resistencia que el 316 y ofrece una resistencia mucho mayor a las picaduras y al agrietamiento por corrosión bajo tensión en entornos con cloruros.

¿Cuál es el equivalente al acero inoxidable dúplex 2205?

Internacionalmente, el grado estándar ASTM para 2205 es S32205. Sus grados equivalentes en otros países incluyen el chino 022Cr22Ni5Mo3N y de la UE 1.4462.

¿Es el 304 un acero inoxidable dúplex?

No, Acero inoxidable 304 es un acero inoxidable austenítico clásico, y su microestructura está compuesta casi en su totalidad por la fase austenítica.

¿Cuál es el precio por kilogramo del acero inoxidable dúplex?

El precio del acero inoxidable dúplex suele ser superior que los aceros inoxidables comunes (como 304 y 316) porque su composición de aleación contiene elementos más caros, como cromo, molibdeno y níquel. El precio concreto depende del grado, la oferta y la demanda del mercado, la forma del producto (chapas, tubos, etc.) y el proveedor.

Resumen

Con su combinación superior de propiedades, el acero inoxidable dúplex ofrece ventajas incomparables a la hora de afrontar retos industriales complejos y exigentes. No es sólo un material, sino un testimonio del progreso de la moderna tecnología de ingeniería. Tanto si busca un material de gran solidez y excelente resistencia a la corrosión como si busca el equilibrio perfecto entre rentabilidad y rendimiento, el acero inoxidable dúplex es una opción ideal que merece la pena tener en cuenta.

Si tiene alguna necesidad de aplicación para el acero inoxidable dúplex o precisa soluciones personalizadas, no dude en ponerse en contacto con nosotros para una asistencia y un servicio profesionales