V duplexních kolenech z nerezové oceli tvoří ferit a austenit asi polovinu složení, což poskytuje vysokou odolnost proti korozi, houževnatost a pevnost spolu s dobrým celkovým výkonem. Díky těmto vlastnostem jsou široce používány v různých inženýrských oborech. Austenit výrazně snižuje křehkost chromferitové oceli při zachování vynikající houževnatosti, zatímco ferit účinně zvyšuje mez kluzu a odolnost oceli proti korozi. Mez kluzu a odolnost proti korozi duplexních nerezových kolen jsou vyšší než u austenitické nerezové oceli, díky čemuž jsou vhodné pro splnění komplexních požadavků na výkon a nabízejí vysokou aplikační hodnotu.
Jednou z klíčových charakteristik duplexních nerezových kolen je jejich mez kluzu, která může přesáhnout 500 MPa. To poskytuje významné výhody při snižování konstrukční hmotnosti a nákladů na materiál. Kromě toho v drsných prostředích vykazují duplexní kolena z nerezové oceli vynikající odolnost proti důlkové korozi, štěrbinové korozi, korozi pod napětím a korozní únavě ve srovnání s běžnou nerezovou ocelí. Duplexní kolena z nerezové oceli obsahují vysoký obsah prvků slitin Cr, Mo a N, mají nízký obsah uhlíku a obecně používají přídavné materiály s vysokým obsahem Ni při svařování. Tím je zajištěno udržení dostatečného množství austenitu ve svaru a mikrostruktuře tepelně ovlivněné zóny (HAZ), čímž se zlepšuje odolnost proti korozi a plasticita svarového spoje.
Duplexní kolena z nerezové oceli mají také dobrý svařovací výkon. Ve srovnání s austenitickou nerezovou ocelí mají duplexní nerezová kolena menší sklon k praskání za horka během svařování a spoje jsou méně náchylné k následnému zkřehnutí. Tendence k hrubnutí zrna feritu v tepelně ovlivněné zóně je také minimální. Při svařování duplexních nerezových kolen dochází ve svaru ke znatelným fázovým změnám, které mohou výrazně ovlivnit korozní odolnost spoje. Během procesu svařování je důležité zajistit, aby si jak svar, tak tepelně ovlivněná zóna udržely vhodnou rovnováhu feritových a austenitových struktur.
Během procesu svařování, kdy je tepelný příkon svařování vysoký, je rychlost ochlazování svaru pomalá. To podporuje přeměnu feritové fáze na austenitickou fázi, zvyšuje podíl austenitu ve struktuře a způsobuje růst feritových zrn ve svaru. To může vést ke křehnutí a snížení indexu plasticity svarového spoje. Naopak, je-li přívod svařovacího tepla nedostatečný a rychlost ochlazování je rychlá, přeměna feritu na austenit je inhibována, což ovlivňuje podíl austenitu ve struktuře svaru. To může vést k vytvrzené struktuře a trhlinám, které jsou škodlivé pro rázovou houževnatost tepelně ovlivněné zóny.
Během svařování duplexní koleno z nerezové oceli 2205 zpočátku tuhne a vytváří feritovou strukturu. Ferit zůstává stabilní při vysokých teplotách a transformuje se do austenitové fáze, když teplota dosáhne teploty solva. Na začátku tuhnutí se z kapalné fáze tvoří ferit. Když teplota klesne pod teplotu solva feritu, austenit nukleuje a roste podél feritových zrn, dokud nepokryje hranice feritových zrn. Později se austenit vysráží z austenitu na hranici zrn ve formě Widmanstättenových bočních pásků.
V současné době existují různé metody procesu svařování duplexních kolen z nerezové oceli. Pro dosažení dobré formace svaru při zvýšení rychlosti svařování a splnění požadavků na nízkoenergetické a vysoce účinné svařování navrhl Lide Pipe Industry použití dvoudrátového pulzního vysokorychlostního svařování. Technologie dvoudrátového svařování výrazně zvyšuje tepelný příkon a zajišťuje tavnou lázeň vytvořenou tavením základního materiálu i svařovacího drátu. Kromě toho je roztavený kov v lázni intenzivně promícháván společným působením více svařovacích drátů, což pomáhá zabránit nadměrnému proudění tekutého kovu na konec vany a podporuje stabilní vysokorychlostní svařování. Metoda dvou drátů také zavádí přídavný oblouk, který výrazně zlepšuje rozložení teplotního pole v zóně tavení, zvyšuje účinnost nanášení a rychlost svařování a snižuje přívod tepla během svařování.
