dúplex

En metalurgia, el dúplex se refiere a un acero inoxidable o aleación de níquel compuesto por proporciones aproximadamente iguales de dos fases cristalinas distintas: austenita y ferrita. Esta microestructura de dos fases, que se logra típicamente mediante enfriamiento controlado y equilibrio de la composición, confiere a los aceros inoxidables dúplex propiedades que ninguna de las fases posee por sí sola. Los grados dúplex comunes contienen 22, 26% de cromo, 5, 8% de níquel y 3, 5% de molibdeno, con nitrógeno añadido para estabilizar la austenita y fortalecer el acero.

La estructura dúplex ofrece una combinación práctica de resistencia y tenacidad a la corrosión. La resistencia a la tracción suele oscilar entre 450 y 550 MPa, aproximadamente el doble que la del acero inoxidable austenítico 304 estándar. Los valores del número equivalente de resistencia a las picaduras (PREN) alcanzan 35 o más en grados dúplex pobres y superan los 40 en formulaciones superdúplex, lo que hace que estas aleaciones sean adecuadas para entornos de agua de mar y entornos industriales con cloruros donde los aceros austeníticos de una sola fase fallan.

Variantes y aplicaciones

Los aceros dúplex pobres (22% de cromo, ~3% de molibdeno) equilibran el costo y el rendimiento para fábricas de celulosa, plantas de tratamiento de agua e intercambiadores de calor. Los grados superdúplex (25, 26% de cromo, 4, 5% de molibdeno) se utilizan en equipos submarinos de petróleo y gas, tuberías corrosivas de alta temperatura y plantas desalinizadoras. Existen variantes hiperdúplex para entornos extremos, pero son raras en producción.

El desafío en la metalurgia dúplex radica en la soldadura y el tratamiento térmico. El enfriamiento rápido favorece la ferrita sobre la austenita, dejando fases ferríticas frágiles y reduciendo la tenacidad. La fase intermetálica sigma puede precipitar por encima de 700°C, fragilizando el metal. Es esencial un aporte de calor controlado, precalentamiento y recocido posterior a la soldadura alrededor de 1080°C. El trabajo en frío y el recocido en solución también requieren precisión para mantener el equilibrio de fases previsto.

El acero inoxidable dúplex entró en uso industrial en la década de 1930, pero siguió siendo un nicho hasta la década de 1970, cuando los avances en la aleación con nitrógeno y la práctica de soldadura hicieron que la producción fuera fiable. El nombre refleja directamente la microestructura: dos estructuras cristalinas distintas visibles bajo microscopía óptica, cada una ocupando aproximadamente la mitad del volumen. Esto contrasta con los aceros inoxidables austeníticos, que son monofásicos, y los aceros inoxidables ferríticos, que también son monofásicos. Las aleaciones dúplex ocupan un punto intermedio y han capturado una parte creciente del mercado de acero inoxidable resistente a la corrosión, especialmente en los sectores offshore y de desalinización.