--- title: "Aceros inoxidables dúplex: microestructura, grados y…" description: "Explora los grados de acero inoxidable dúplex, su microestructura, soldadura, rendimiento y aplicaciones, desde el 2205 hasta los aceros superdúplex." canonical: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-inoxidables-d%C3%BAplex-microestructura-grados-y-aplicaciones language: es robots: index, follow og_type: article type: wiki-article language_alternates: en: https://steelequivalents.com/wiki/steel-families/duplex-stainless-steels-microstructure-grades-and-applications.md cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/skupiny-ocelí/duplexní-nerezové-oceli-mikrostruktura-jakosti-a-použití.md de: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/duplex-edelstähle-mikrostruktur-güten-und-anwendungen.md es: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-inoxidables-d%C3%BAplex-microestructura-grados-y-aplicaciones.md fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/familles-d-aciers/aciers-inoxydables-duplex-microstructure-nuances-et-applications.md hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/acélcsaládok/duplex-rozsdamentes-acélok-mikroszerkezet-minőségi-osztályok-és-alkalmazások.md it: https://steelequivalents.com/it/wiki/famiglie-di-acciai/acciai-inossidabili-duplex-microstruttura-gradi-e-applicazioni.md nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/staalgroepen/duplex-roestvaste-staalsoorten-microstructuur-kwaliteiten-en-toepassingen.md pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/grupy-stali/stale-nierdzewne-duplex-mikrostruktura-gatunki-i-zastosowania.md pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/famílias-de-aço/aços-inoxidáveis-duplex-microestrutura-classes-e-aplicações.md ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/группы-сталей/дуплексные-нержавеющие-стали-микроструктура-марки-и-области-применения.md tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/çelik-grupları/dubleks-paslanmaz-çelikler-mikroyapı-kaliteler-ve-uygulamalar.md zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/钢材分类/双相不锈钢-显微组织-牌号及应用.md ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/鋼種の分類/二相ステンレス鋼-微細組織-鋼種-および用途.md ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/مجموعات-الفولاذ/الفولاذ-المقاوم-للصدأ-ثنائي-الطور-البنية-المجهرية-والدرجات-والتطبيقات.md ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/강종-계열/듀플렉스-스테인리스강-미세조직-강종-및-응용-분야.md pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/famílias-de-aços/aços-inoxidáveis-duplex-microestrutura-graus-e-aplicações.md hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/स्टील-समूह/डुप्लेक्स-स्टेनलेस-स्टील-सूक्ष्मसंरचना-ग्रेड-और-अनुप्रयोग.md content_hash: sha256:6b0cf9453b7ac59dc689c36dff4c2ee8ec7c56eb77e3ef253dccdb0e58dfdfc3 generated: 2026-09-21 --- > **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page, > served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML. > Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-inoxidables-d%C3%BAplex-microestructura-grados-y-aplicaciones > Canonical URL: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-inoxidables-d%C3%BAplex-microestructura-grados-y-aplicaciones > Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi > Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything > below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. 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Níquel Promueve la austenita y mejora la tenacidad a baja temperatura. Molibdeno Mejora la resistencia a la corrosión localizada y promueve la ferrita. Nitrógeno Refuerza la austenita, eleva la resistencia a la picadura y favorece la restauración de la austenita después del procesamiento térmico. Los aceros inoxidables dúplex son aleaciones de hierro, cromo, níquel y molibdeno diseñadas para contener ferrita y austenita en fracciones volumétricas aproximadamente iguales. Un objetivo utilizado habitualmente es de alrededor de un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita, según lo indicado por World Stainless y el International Stainless Steel Forum en 2024. Por tanto, el término *dúplex* describe tanto una constitución de fases como una familia química. El cromo favorece la resistencia a la corrosión y la formación de ferrita; el níquel favorece la austenita; y el molibdeno mejora la resistencia a la corrosión localizada, además de afectar a la estabilidad de las fases. Con frecuencia se añade nitrógeno porque refuerza la austenita, aumenta la resistencia a la corrosión por picadura y ayuda a restaurar la austenita después del procesamiento a alta temperatura. Las dos fases no aparecen como una mezcla aleatoria. En secciones pulidas y atacadas químicamente, la ferrita y la austenita suelen formar regiones alargadas, bandeadas o laminares producidas por la laminación en caliente y la transformación posterior. La austenita puede presentarse como islas o granos alargados dentro de una matriz ferrítica, mientras que la morfología exacta depende de la composición, el espesor de la sección, la reducción por laminación, el recocido de solubilización y la velocidad de enfriamiento. La estructura visible no es una mera decoración metalográfica. La forma de los granos, la continuidad de las fases y la fracción de fase local influyen en la propagación de grietas, las vías de corrosión, el comportamiento de las soldaduras y la anisotropía mecánica. El grado 2205 suele denominarse dúplex 22Cr porque su contenido nominal de cromo se aproxima al 22 %. UNS S32205 es la designación habitual asociada a este grado. ASTM A928/A928M contempla tuberías de acero inoxidable austenítico y ferrítico/austenítico soldadas por fusión eléctrica, con metal de aportación, e identifica UNS S32205 en sus especificaciones de producto de referencia. Sin embargo, el nombre de un grado por sí solo no establece que todos los componentes contengan el equilibrio ferrita-austenita deseado. La forma del producto, el tratamiento térmico, el procedimiento de soldadura y los requisitos de inspección siguen siendo importantes. Las fracciones de fase se predicen mediante diagramas de constitución, herramientas de cálculo del equilibrio de fases y métodos de evaluación del metal de soldadura. Los diagramas de Schaeffler y DeLong son herramientas históricas útiles para estimar la ferrita a partir de la composición de la aleación, mientras que el diagrama WRC-1992 se aplica con frecuencia a la predicción de la ferrita del metal de soldadura. El cálculo termodinámico permite examinar la estabilidad de las fases en función de la temperatura e identificar condiciones que pueden producir fase sigma, fase chi, nitruros, carburos o austenita secundaria. Estos métodos orientan la producción, pero no sustituyen el examen metalográfico ni los ensayos de corrosión. ### Por qué las dos fases se equilibran deliberadamente La razón para establecer como objetivo ambas fases es práctica. La ferrita aporta un límite elástico más elevado, una resistencia útil al agrietamiento por corrosión bajo tensión en presencia de cloruros y una menor dependencia del níquel que una aleación totalmente austenítica. La austenita aporta ductilidad, tenacidad, soldabilidad y resistencia a ciertos daños relacionados con el hidrógeno. Por tanto, una mezcla controlada puede proporcionar un conjunto de propiedades que ni el acero inoxidable ferrítico ordinario ni el austenítico ordinario ofrecen de la misma manera. #### Precaución durante el procesamiento Una proporción de fases de 50–50 es un objetivo de diseño, no una medición universal en cada ubicación. Un exceso de ferrita puede reducir la tenacidad y la resistencia a la corrosión localizada, mientras que un exceso de austenita puede disminuir el límite elástico y modificar la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión causado por cloruros. El equilibrio es una compensación, no un eslogan. Un exceso de ferrita puede reducir la tenacidad, especialmente a baja temperatura, y puede aumentar la susceptibilidad a la corrosión localizada o al agrietamiento asistido por hidrógeno en determinados entornos. Un exceso de austenita puede reducir el límite elástico y modificar la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión en presencia de cloruros. El intervalo aceptable depende de la norma del producto y de las condiciones de servicio; “50–50” es un objetivo de diseño, no una medición universal que deba reproducirse exactamente en cada punto de un componente soldado. La historia térmica puede alejar la aleación de ese objetivo. Durante el recocido de solubilización, la ferrita es generalmente la fase de alta temperatura, mientras que la austenita se forma a medida que el material se enfría. Un enfriamiento rápido puede dejar un exceso de ferrita porque no hay tiempo suficiente para la formación de austenita. Un enfriamiento lento a través de temperaturas intermedias puede producir fases intermetálicas, especialmente fase sigma, que consume cromo y molibdeno de la matriz circundante. La fase chi, los nitruros de cromo y los carburos también pueden formarse en condiciones térmicas inadecuadas. Estos constituyentes pueden reducir considerablemente la tenacidad al impacto y la resistencia crítica a la corrosión por picadura o por hendiduras, incluso cuando los contenidos globales de cromo, níquel y molibdeno cumplen los límites nominales del grado. La norma ISO 17781 especifica métodos de ensayo para el control de calidad de la microestructura de los aceros inoxidables dúplex en aplicaciones petrolíferas y de gas natural. Strong evidence La soldadura hace más difícil el control. La zona de fusión y la zona afectada térmicamente experimentan ciclos térmicos, dilución y velocidades de enfriamiento diferentes. Un metal de soldadura con exceso de ferrita puede ser resistente, pero presentar menor tenacidad y menor resistencia al ataque localizado; un exceso de austenita secundaria puede tener un contenido de elementos de aleación inferior al de la austenita original y convertirse en un sitio preferente de corrosión. La selección del metal de aportación, la temperatura entre pasadas, el aporte térmico, la protección y el enfriamiento posterior a la soldadura deben tratarse como parte del diseño de la aleación. Por este motivo, la norma ISO 17781, publicada por el Comité Técnico 67 de ISO, especifica métodos de ensayo para el control de calidad de la microestructura de los aceros inoxidables dúplex en aplicaciones petrolíferas y de gas natural. Límite inferior de PREN Límites inferiores de PREN para la clasificación de la familia de aceros inoxidables dúplex; el hiperdúplex se clasifica por encima de PREN 45. PREN **PREN** Número equivalente de resistencia a la picadura: índice basado en la composición que se utiliza para comparar la tendencia aproximada de las aleaciones de acero inoxidable a resistir la corrosión localizada inducida por cloruros. Límite superior de PREN mostrado Límites superiores y representación del umbral para los intervalos de PREN indicados de la familia; el hiperdúplex comienza por encima de 45. La evaluación de la corrosión también requiere cautela. El número equivalente de resistencia a la picadura, escrito habitualmente como PREN, es un índice de la composición de la aleación basado principalmente en el cromo, el molibdeno y el nitrógeno. La clasificación de World Stainless de 2024 sitúa los grados dúplex lean en PREN 22–27, los grados dúplex estándar en PREN 28–38, los grados superdúplex en PREN 39–45 y los grados hiperdúplex por encima de PREN 45. Estos intervalos ayudan a comparar familias de aleaciones, pero PREN no constituye una garantía completa de rendimiento. El estado superficial, la soldadura, el equilibrio de fases, las inclusiones, la temperatura, la concentración de cloruros, la acidez, la geometría de las hendiduras y el acoplamiento galvánico pueden determinar el comportamiento real frente a la corrosión crítica por picadura y por hendiduras. ### El acero inoxidable dúplex frente a las familias ferrítica y austenítica ordinarias Comparación de las familias de aceros inoxidables ferríticos, austeníticos y dúplex. | Familia | Fase o estructura dominante | Contribución típica | Limitación importante | |---|---|---|---| | Acero inoxidable ferrítico | Ferrita cúbica centrada en el cuerpo | Resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión causado por cloruros | Menor tenacidad a baja temperatura en algunos grados | | Acero inoxidable austenítico | Austenita cúbica centrada en las caras | Ductilidad, soldabilidad y tenacidad | Menor límite elástico en muchos grados recocidos en solución | | Acero inoxidable dúplex | Ferrita y austenita | Resistencia mecánica, tenacidad y resistencia a los cloruros | Requiere controlar el equilibrio de fases y el historial térmico | Los aceros inoxidables ferríticos ordinarios están constituidos predominantemente por ferrita cúbica centrada en el cuerpo a la temperatura de servicio. Por lo general, contienen poco níquel o no contienen níquel, presentan buena resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión en presencia de cloruros y ofrecen una resistencia útil a la oxidación y a la corrosión atmosférica. Entre sus limitaciones pueden encontrarse una menor tenacidad a baja temperatura, restricciones de conformado en algunos grados y sensibilidad al engrosamiento de grano durante la soldadura. Las aleaciones dúplex conservan un componente ferrítico, pero añaden suficiente níquel y nitrógeno para desarrollar una fracción austenítica considerable, modificando tanto la resistencia como el comportamiento a la fractura. Los aceros inoxidables austeníticos ordinarios, como los grados de la serie 300, están constituidos predominantemente por austenita cúbica centrada en las caras. Por lo general, ofrecen una elevada ductilidad, una excelente soldabilidad y buena tenacidad en un amplio intervalo de temperaturas. Su límite elástico suele ser inferior al de los grados dúplex en estado recocido de solubilización, y las composiciones susceptibles pueden experimentar agrietamiento por corrosión bajo tensión en presencia de cloruros. Los grados dúplex no son simplemente aceros austeníticos más resistentes: la ferrita introduce respuestas diferentes en términos magnéticos, mecánicos, de soldadura y de corrosión. Familias de grados dúplex y sus amplios intervalos de clasificación. | Familia | Química o índice distintivo típico | Consideración principal para la selección | |---|---|---| | Dúplex de bajo contenido de aleación | Menor contenido de níquel y/o molibdeno; PREN 22–27 | Ambientes con cloruros moderados y menor coste de aleación | | Dúplex estándar | PREN 28–38; incluye 2205 | Equilibrio entre resistencia mecánica, tenacidad y resistencia a la corrosión | | Superdúplex | Mayor contenido de cromo, molibdeno y nitrógeno; PREN 39–45 | Exposición intensa a cloruros y agua de mar | | Hiperdúplex | PREN superior a 45 | Servicio con cloruros muy exigente y control más estricto del procesamiento | \[1\] \[1\] [**Stainless steel families and grades**](https://www.outokumpu.com/). Outokumpu. Outokumpu technical reference, 2020.La familia incluye grados dúplex ordinarios o estándar, grados dúplex lean con un contenido reducido de níquel y/o molibdeno, grados superdúplex con mayores contenidos de cromo, molibdeno y nitrógeno, y grados hiperdúplex con índices de resistencia a la corrosión aún mayores. “25Cr” es una agrupación habitual para las composiciones superdúplex; Outokumpu identificó los grados 2507 y 4501 como grados superdúplex 25Cr en 2020. Los límites de clasificación no son idénticos entre todos los productores, normas o fuentes técnicas, por lo que la designación del grado y la especificación aplicable deben leerse junto con los requisitos de composición y ensayo. Las aplicaciones reflejan este comportamiento combinado. Los aceros inoxidables dúplex se utilizan en tuberías de proceso, equipos a presión, sistemas de agua de mar y desalación, tanques químicos, equipos para la industria de la pasta y el papel, estructuras marinas, intercambiadores de calor e instalaciones de petróleo y gas. Su resistencia relativamente elevada puede permitir reducir el espesor de las secciones en algunos diseños, mientras que la resistencia al ataque por cloruros puede favorecer el servicio en entornos acuosos exigentes. El comportamiento a la fatiga sigue dependiendo de la geometría de la soldadura, el estado superficial, la tensión residual, la estabilidad de las fases y el entorno cíclico. El tratamiento térmico, las prácticas de fabricación y la inspección siguen siendo decisivos. El contenido de cromo identifica solo una parte del material; la estructura ferrita-austenita determina si realmente se ha alcanzado el equilibrio previsto para la aleación. ## Microestructura dúplex a escala metalúrgica \[2\] \[2\] [**Duplex stainless steel: grades, properties and applications**](https://www.worldstainless.org/). World Stainless, International Stainless Steel Forum. World Stainless technical overview, 2024. Los aceros inoxidables dúplex son aleaciones de cromo–níquel–molibdeno–hierro diseñadas para contener ferrita y austenita en fracciones volumétricas aproximadamente iguales. Las dos fases no están simplemente mezcladas por toda una matriz de hierro. Su morfología, orientación cristalográfica, conectividad y partición química determinan cómo responde el acero a los esfuerzos, el calor, la soldadura y los entornos que contienen cloruros. World Stainless y el International Stainless Steel Forum informaron de aproximadamente un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita como equilibrio característico de los aceros dúplex en 2024, pero esa cifra describe un objetivo de diseño o un promedio medido, no una uniformidad perfecta en todas las zonas. La familia de aleaciones incluye los aceros dúplex ordinarios, dúplex de bajo contenido de aleantes, dúplex estándar, superdúplex, hiperdúplex y las agrupaciones 25Cr. Los límites varían entre los distintos sistemas de clasificación; no obstante, la convención PREN proporcionada por World Stainless sitúa los grados dúplex de bajo contenido de aleantes en PREN 22–27, los grados dúplex estándar en PREN 28–38, los grados superdúplex en PREN 39–45 y los grados hiperdúplex por encima de PREN 45. PREN, calculado generalmente a partir del contenido de cromo, molibdeno y nitrógeno, es un índice de resistencia a la corrosión. Por sí solo, no garantiza una temperatura crítica de picadura concreta, resistencia a la corrosión por hendiduras, comportamiento de la soldadura ni vida útil en servicio determinados. ![Aceros inoxidables dúplex: microestructura, grados y aplicaciones](/images/uploads/d9f4b022-601d-4889-91b4-73d643d62e67/wiki-inline-cross-sectional-anatomy-of-duplex-stainless-steel-showing-ferrite-austenite-phas-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/d9f4b022-601d-4889-91b4-73d643d62e67/wiki-inline-cross-sectional-anatomy-of-duplex-stainless-steel-showing-ferrite-austenite-phas-2027x2560.avif "Ampliar imagen — Aceros inoxidables dúplex: microestructura, grados y aplicaciones")Phase shape and continuity matter alongside the overall ferrite–austenite fraction. ### Morfología de la ferrita y la austenita Ferrita y austenita **Ferrita y austenita** La ferrita es la fase cúbica centrada en el cuerpo del acero inoxidable dúplex; la austenita es la fase cúbica centrada en las caras. Su proporción, morfología y conectividad controlan muchas propiedades mecánicas y de corrosión. Etapas típicas del procesamiento que influyen en la morfología de la ferrita y la austenita y en el equilibrio de fases. La ferrita es la fase cúbica centrada en el cuerpo, designada comúnmente como α, mientras que la austenita es la fase cúbica centrada en las caras, designada comúnmente como γ. Durante la solidificación y el posterior trabajo en caliente, los elementos de aleación se distribuyen entre ambas fases. El cromo y el molibdeno favorecen la ferrita; el níquel y el nitrógeno favorecen la austenita. El manganeso, el silicio, el carbono, la velocidad de enfriamiento y el equilibrio exacto de los elementos estabilizadores también afectan la formación de las fases. En consecuencia, dos coladas con valores nominales similares de cromo y níquel pueden desarrollar estructuras locales diferentes después del laminado, el recocido de solubilización o la soldadura. La descripción de Outokumpu del acero inoxidable dúplex atacado químicamente refleja el aspecto observado en el examen metalográfico: las regiones ferríticas aparecen más oscuras o atacadas, mientras que las regiones austeníticas permanecen más brillantes. En una sección de material trabajado, pulida y atacada químicamente, el contraste suele revelar bandas ferríticas y austeníticas alargadas. El grado 2205 suele denominarse dúplex 22Cr; los grados 2507 y 4501 son grados superdúplex 25Cr. Estas denominaciones identifican familias amplias de aleaciones, no una única microestructura universal. El contraste refleja tanto la química de las fases como su respuesta al ataque químico. La austenita suele aparecer como islas, cintas o películas interconectadas dentro de la ferrita, mientras que la ferrita puede formar la matriz continua en una orientación y un constituyente discontinuo en otra. La matriz aparente puede cambiar según la dirección de la sección, el programa de reducción, el tamaño de grano y el reactivo de ataque. Una sección transversal puede mostrar islas de austenita redondeadas o aplanadas; una sección longitudinal puede revelar bandas largas alineadas con la dirección de laminado. Esta arquitectura combina propiedades asociadas con cada constituyente. La ferrita aporta un alto límite elástico, resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión causado por cloruros y una resistencia relativamente buena al agrietamiento asistido por hidrógeno en algunos entornos. La austenita mejora la tenacidad, la ductilidad, la resistencia al agrietamiento del metal de soldadura y la resistencia a ciertos mecanismos de corrosión localizada gracias a su contenido de níquel y nitrógeno. Ninguna de las dos fases proporciona por sí sola todas las propiedades deseadas. Un control deficiente puede dejar un exceso de ferrita, un exceso de austenita o una región interfacial químicamente debilitada. ### La estructura lamelar alargada El aspecto alargado o lamelar característico se desarrolla porque el laminado y la forja en caliente estiran la estructura fundida original. La austenita y la ferrita se deforman de manera diferente, y ambas fases permanecen dispuestas en bandas que siguen la dirección de trabajo. El resultado no es una laminación perfectamente periódica: el espesor de las bandas varía, los límites de fase presentan ondulaciones y la recristalización puede fragmentar partes de la estructura. Aun así, el patrón direccional es importante. Una red de fases alargada crea anisotropía. Las propiedades mecánicas medidas en paralelo a la dirección de laminado pueden diferir de las medidas en dirección transversal, especialmente cuando las inclusiones, la continuidad de las bandas o el tamaño de grano también presentan una orientación preferente. Una grieta que encuentra ferrita y austenita alternadas puede desviarse, embotarse o cambiar su trayectoria de propagación. Esto puede favorecer la tenacidad y la resistencia a la fatiga, pero una trayectoria débil continua, un límite de fase agudo o un precipitado localmente frágil pueden invertir el efecto. Fase sigma **Fase sigma** Fase intermetálica dura y frágil, rica en cromo y molibdeno, que puede formarse durante una exposición térmica inadecuada y empobrecer la matriz circundante en elementos que proporcionan resistencia a la corrosión. #### Secuencia de control térmico 1. **Recocido en solución** Calentar la aleación para disolver las fases intermetálicas, los nitruros y otros precipitados perjudiciales. 2. **Mantenimiento controlado** Proporcionar tiempo suficiente para que la sección especificada alcance la condición de tratamiento requerida. 3. **Enfriamiento rápido** Enfriar con suficiente rapidez para limitar la reprecipitación durante el paso por temperaturas intermedias. 4. **Verificación** Confirmar el equilibrio de fases y la ausencia o limitación de fases perjudiciales mediante los exámenes aplicables. La estructura cambia sustancialmente en las zonas afectadas por el calor y en el metal de soldadura. La soldadura funde y vuelve a solidificar una región estrecha, y después somete el material adyacente a un ciclo térmico pronunciado. Un enfriamiento rápido puede retener un exceso de ferrita porque no hay tiempo suficiente para que se forme austenita. Un enfriamiento lento o una exposición prolongada en el intervalo aproximado de 600–1000 °C puede permitir la formación de nitruros de cromo, fase sigma, fase chi u otros constituyentes intermetálicos, según la composición y el historial térmico. La fase sigma es especialmente perjudicial porque consume cromo y molibdeno de las regiones cercanas, al tiempo que reduce la tenacidad y la resistencia a la corrosión localizada. Entre las herramientas de predicción de fases se incluyen los cálculos de equilibrio, los datos de transformación tiempo–temperatura, el software termodinámico, las mediciones del número de ferrita, el análisis de imágenes y la metalografía directa. Las predicciones de equilibrio son útiles, pero no reproducen todos los ciclos de soldadura ni todas las condiciones de enfriamiento. La cinética controla lo que aparece realmente. El tratamiento térmico de solubilización seguido de un enfriamiento suficientemente rápido se utiliza para restaurar la estructura ferrita–austenita y suprimir los precipitados perjudiciales, pero un calentamiento excesivo, ciclos térmicos repetidos o un control inadecuado de la temperatura entre pasadas todavía pueden producir desviaciones locales. ### Fracción de fases, continuidad y heterogeneidad local Una relación nominal de fases de 1:1 no significa que cada grano, cordón de soldadura, pared de tubería o zona afectada por el calor contenga un 50 % de ferrita. Una placa trabajada puede cumplir un requisito de fracción media de fases y, al mismo tiempo, contener bandas ricas en ferrita cerca de una superficie o regiones ricas en austenita cerca de otra. La segregación heredada de la colada, las variaciones de composición en la línea central, la deformación no uniforme y las diferencias de enfriamiento a través del espesor contribuyen a ello. También importan la ubicación y el método de medición: el recuento de puntos, el análisis de imágenes, los métodos magnéticos y las técnicas cristalográficas pueden producir valores aparentes diferentes si la morfología presenta una marcada orientación direccional. La conectividad es tan importante como el porcentaje. Una ferrita continua puede proporcionar una trayectoria para el crecimiento de grietas o la corrosión preferencial, mientras que una austenita continua puede modificar el transporte de hidrógeno y la distribución de la deformación. En los límites de fase, el empobrecimiento de cromo y molibdeno, la redistribución del nitrógeno, las inclusiones y las tensiones residuales pueden crear sitios donde se inicien la corrosión por picaduras o la corrosión por hendiduras. En las aleaciones superdúplex e hiperdúplex, los altos contenidos de cromo y molibdeno aumentan la resistencia potencial a la corrosión, pero también incrementan la sensibilidad a la precipitación de intermetálicos durante una exposición térmica inadecuada. La misma estructura local controla la resistencia, la ductilidad, la tenacidad al impacto, la fatiga y la integridad de la soldadura. Por lo general, la ferrita aumenta la resistencia, mientras que la austenita favorece la ductilidad y la tenacidad a baja temperatura. Un exceso de ferrita puede reducir la tenacidad al impacto y aumentar la susceptibilidad a la fragilización después de una exposición térmica; un exceso de austenita puede disminuir la resistencia y modificar la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión causado por cloruros. Las grietas por fatiga pueden iniciarse en inclusiones, límites de fase, picaduras de corrosión o defectos de soldadura; por tanto, un porcentaje global de fases no puede predecir el comportamiento a la fatiga sin tener en cuenta el estado superficial y la tensión cíclica. Por esta razón, las especificaciones de producto y las normas de control de calidad son importantes. ASTM A928/A928M identifica las tuberías dúplex soldadas por fusión eléctrica fabricadas con metal de aporte y hace referencia a UNS S32205 como el grado dúplex 2205 en sus especificaciones de producto. ISO 17781 especifica métodos de ensayo para el control de calidad de la microestructura de los aceros inoxidables ferríticos/austeníticos, o dúplex, utilizados en las industrias del petróleo y del gas natural. Estos controles examinan más que la designación de la aleación: abordan el equilibrio de fases y la ausencia o limitación de fases perjudiciales. Por ello, la metalografía sigue siendo fundamental para evaluar tuberías soldadas, equipos a presión, componentes para procesos químicos, sistemas de desalinización, estructuras marinas y otras aplicaciones en las que la corrosión localizada y el daño mecánico pueden desarrollarse a partir de una región pequeña y no representativa. ## Química de la aleación y estabilidad de las fases Los aceros inoxidables dúplex son aleaciones de cromo–níquel–molibdeno–hierro diseñadas para contener cantidades aproximadamente iguales de ferrita y austenita. La descripción de 2024 de World Stainless/International Stainless Steel Forum establece como objetivo típico aproximadamente un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita. Este objetivo no está garantizado únicamente por la designación del grado. La composición, el espesor de la sección, la temperatura de recocido de solubilización, la velocidad de enfriamiento, el historial de conformado y la soldadura pueden modificar la constitución final. Las dos fases aportan propiedades diferentes. La ferrita proporciona un alto límite elástico, resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión causado por cloruros y una resistencia relativamente buena al daño asistido por hidrógeno. La austenita mejora la tenacidad, la ductilidad, la soldabilidad y la resistencia a algunos mecanismos de corrosión localizada. Sus interfaces y sus distintas respuestas electroquímicas también afectan a la corrosión por picadura y por rendija. Por tanto, un desequilibrio mal controlado puede reducir más de una propiedad al mismo tiempo: un exceso de ferrita puede disminuir la tenacidad al impacto y la resistencia a la corrosión en las zonas afectadas por el calor de la soldadura, mientras que un exceso de austenita puede reducir la resistencia y la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión causado por cloruros. ### Funciones del cromo, el níquel, el molibdeno, el nitrógeno y el hierro El cromo es el principal elemento formador de ferrita. Se requiere al menos aproximadamente un 10,5 % en masa de cromo para obtener un comportamiento inoxidable, pero los grados dúplex contienen cantidades considerablemente mayores. El cromo forma y mantiene la película pasiva de óxido de cromo y aumenta la resistencia a la corrosión general, la corrosión por picadura y el ataque por rendija. También incrementa la tendencia a que se forme ferrita durante la solidificación. La contrapartida es metalúrgica: un exceso de cromo, especialmente junto con molibdeno y silicio, puede favorecer la formación de fase sigma y otros compuestos intermetálicos ricos en cromo durante una exposición prolongada en el intervalo aproximado de 600–1.000 °C. El níquel es un formador de austenita. Contrarresta el efecto promotor de la ferrita del cromo y ayuda a transformar parte de la estructura de solidificación ferrítica en austenita durante el enfriamiento. El níquel también mejora la tenacidad a baja temperatura y estabiliza la austenita, aunque los grados dúplex generalmente contienen menos níquel que los grados totalmente austeníticos. Los aceros dúplex lean reducen el níquel y a menudo sustituyen parte de su función estabilizadora de la austenita mediante nitrógeno y manganeso. El menor contenido de níquel no significa que el equilibrio de fases pueda deducirse únicamente a partir del níquel; el cromo, el nitrógeno, el molibdeno, el historial térmico y la dilución de la soldadura siguen siendo factores influyentes. El molibdeno refuerza la película pasiva y aumenta la resistencia a la corrosión por picadura y por rendija causada por cloruros. También es un formador de ferrita y aumenta la tendencia a formar fases sigma y chi si la aleación permanece demasiado tiempo a temperaturas intermedias. Esos precipitados consumen cromo y molibdeno de las regiones cercanas, dejando zonas empobrecidas que pueden iniciar corrosión localizada. Por tanto, el tratamiento térmico y el enfriamiento deben evitar la precipitación, en lugar de limitarse a maximizar el contenido de molibdeno. El nitrógeno desempeña una función especialmente importante en los grados dúplex de segunda generación. Es un potente formador de austenita, aumenta el límite elástico mediante endurecimiento intersticial y mejora la resistencia a la corrosión por picadura cuando se mantiene en solución sólida. El nitrógeno permite utilizar contenidos más bajos de níquel y, aun así, producir la fracción de austenita requerida. Durante la soldadura, también puede ayudar a restaurar la austenita en el metal de soldadura y en la zona afectada por el calor, siempre que se controlen el gas de protección, la composición del material de aporte, el aporte térmico y la velocidad de enfriamiento. Sin embargo, un exceso de nitrógeno para la aleación y el proceso puede producir porosidad o nitruros, especialmente en regiones enfriadas rápidamente o localmente ferríticas. Por tanto, las adiciones de nitrógeno deben adecuarse a la práctica de fusión y a las condiciones de fabricación. El hierro es el elemento de balance y la matriz continua a partir de la cual se desarrollan ambas fases. No es químicamente pasivo en el sentido del diseño de la aleación; su proporción establece la base para las adiciones de cromo, níquel, molibdeno y nitrógeno. A continuación, elementos minoritarios como manganeso, silicio, cobre, carbono y wolframio modifican la desoxidación, la solidificación, el equilibrio de fases, la resistencia y el comportamiento frente a la corrosión. Normalmente se restringe el carbono porque los carburos de cromo pueden sensibilizar los límites de grano, aunque los grados dúplex modernos generalmente alcanzan bajos contenidos de carbono mediante una fabricación del acero controlada. Nombres comunes de grados dúplex y designaciones asociadas. | Designación | Descripción común | Familia | |---|---|---| | 2205 | Dúplex 22Cr | Dúplex estándar | | UNS S32205 | Designación formal asociada con 2205 | Dúplex estándar | | 2507 | Superdúplex 25Cr | Superdúplex | | 4501 | Superdúplex 25Cr | Superdúplex | La composición suele agruparse mediante índices de resistencia a la corrosión. La clasificación de 2024 de World Stainless/International Stainless Steel Forum sitúa los grados dúplex lean en PREN 22–27, los grados dúplex estándar en PREN 28–38, los grados superdúplex en PREN 39–45 y los grados hiperdúplex por encima de PREN 45. PREN es una convención de indexación basada principalmente en el cromo, el molibdeno y el nitrógeno; no constituye una garantía completa de la temperatura crítica de picadura, la resistencia a la corrosión por rendija, el comportamiento de la soldadura ni la vida útil en servicio. La química local, el estado superficial, las inclusiones, el equilibrio de fases y las condiciones de exposición pueden producir resultados diferentes con el mismo índice nominal. El grado 2205 se denomina habitualmente dúplex 22Cr, mientras que 2507 y 4501 son grados superdúplex 25Cr, según la referencia de 2020 de Outokumpu sobre las familias de aceros inoxidables. Las agrupaciones de productos también incluyen las familias dúplex ordinaria, dúplex lean, dúplex estándar, superdúplex, hiperdúplex y 25Cr, pero los límites publicados no son idénticos en todos los sistemas de clasificación. ### Equilibrio entre ferrita y austenita durante la solidificación La mayoría de las aleaciones dúplex solidifican principalmente como ferrita porque el cromo, el molibdeno y el hierro favorecen la fase cúbica centrada en el cuerpo. A medida que la temperatura desciende a través del intervalo de transformación en estado sólido, el níquel y el nitrógeno promueven la nucleación y el crecimiento de austenita, la fase cúbica centrada en las caras, dentro de la estructura ferrítica o a lo largo de ella. La microestructura final suele ser una disposición alargada y laminar de regiones ferríticas y austeníticas atacadas metalográficamente, especialmente después del laminado o la forja. La transformación depende del tiempo y de la temperatura. Una sección gruesa se enfría más lentamente que una delgada, lo que da más tiempo para que se forme austenita; un temple rápido puede retener un exceso de ferrita. Se emplea un recocido de solubilización seguido de un enfriamiento rápido para evitar la fase sigma, la fase chi, los nitruros de cromo y los carburos de cromo, pero el enfriamiento aún debe permitir la formación suficiente de austenita. La condición requerida es un compromiso controlado, no el temple más rápido posible en todas las circunstancias. La soldadura dificulta aún más el equilibrio. El metal soldado por fusión solidifica primero como ferrita y después se transforma parcialmente en austenita al enfriarse. Las soldaduras autógenas o los materiales de aporte con bajo contenido de níquel pueden dejar un exceso de ferrita, mientras que los materiales de aporte austeníticos pueden producir un exceso de austenita y una constitución diferente de la del metal base. Las zonas afectadas por el calor experimentan ciclos térmicos rápidos, y las pasadas de soldadura repetidas pueden exponer regiones anteriores a temperaturas de precipitación. Para las tuberías dúplex soldadas por fusión eléctrica con material de aporte, ASTM A928/A928M identifica UNS S32205 en las especificaciones de producto indicadas; no obstante, la cualificación sigue requiriendo el control de la química del material de aporte, la temperatura entre pasadas, el aporte térmico, la protección y el examen posterior a la soldadura. El equilibrio de fases afecta a la fatiga y a la fractura, además de a la resistencia estática. La ferrita normalmente aumenta la resistencia, mientras que la austenita favorece la ductilidad y la tenacidad al impacto. Los granos gruesos, las zonas de soldadura ricas en ferrita o los precipitados intermetálicos pueden reducir la resistencia a la fatiga al crear sitios de iniciación de grietas. Por tanto, las aplicaciones en tuberías marinas, procesamiento químico, desalación, equipos para las industrias de la pasta y el papel, y sistemas de petróleo y gas natural dependen tanto del grado nominal como de la microestructura procesada. ### Métodos de predicción de fases y control de la composición Los metalurgistas estiman el equilibrio de fases antes de la fusión o la soldadura mediante los conceptos de equivalentes de cromo y de níquel. Los equivalentes de cromo agrupan elementos promotores de la ferrita, como el cromo, el molibdeno y, en ocasiones, el silicio o el niobio; los equivalentes de níquel agrupan elementos promotores de la austenita, como el níquel, el nitrógeno, el carbono y el manganeso. Los diagramas de Schaeffler, DeLong, WRC y otros relacionados aplican coeficientes diferentes y se desarrollaron para determinados intervalos de aleación y condiciones de soldadura. Ninguna ecuación universal predice con exactitud todas las aleaciones dúplex, todos los niveles de dilución de la soldadura, todas las velocidades de enfriamiento ni todas las actividades del nitrógeno. El control moderno de la composición combina el cálculo termodinámico, la evaluación de diagramas de fases y la metalografía empírica. Los programas basados en bases de datos de tipo CALPHAD pueden estimar la estabilidad de la ferrita, la austenita, la sigma, la chi, los nitruros y los carburos a medida que cambia la temperatura, pero la calidad de la base de datos y las hipótesis sobre el procesamiento son importantes. Las predicciones deben verificarse mediante mediciones de la fracción de ferrita, análisis químico, registros del tratamiento térmico y ensayos de corrosión o tenacidad. ISO 17781 proporciona métodos de ensayo para el control de calidad de la microestructura dúplex en aplicaciones de petróleo y gas natural. La microscopía óptica, las mediciones de ferrita, los ensayos de dureza, los ensayos de impacto y los exámenes para detectar fases intermetálicas pueden revelar si una colada o una soldadura cumple la condición especificada. Las normas de producto de ASTM International definen los requisitos de composición química y procesamiento para productos concretos, mientras que ASM International, Outokumpu, las referencias de Wiley, los datos de EurekaSelect y los estudios revisados por pares indexados a través de ScienceDirect proporcionan orientación complementaria. La regla práctica es directa: controlar primero la composición y, después, validar la estructura de fases tras la fabricación. Coeficiente en la expresión de PREN Coeficientes relativos en la expresión de PREN utilizada habitualmente. ## Familias de grados dúplex y clasificación PREN El acero inoxidable dúplex es una familia de aleaciones de cromo–níquel–molibdeno–hierro cuya estructura prevista contiene fracciones volumétricas aproximadamente iguales de ferrita y austenita. La clasificación de 2024 de World Stainless/International Stainless Steel Forum distribuye los grados en familias mediante el Número Equivalente de Resistencia a la Corrosión por Picadura (PREN): dúplex lean con PREN 22–27, dúplex estándar con PREN 28–38, superdúplex con PREN 39–45 e hiperdúplex por encima de PREN 45. Estos intervalos son convenciones comparativas de indexación, no leyes metalúrgicas universales. Otras referencias pueden situar un grado cerca de un límite de manera diferente, especialmente cuando cambian el nitrógeno, el tungsteno, el cobre o la ecuación PREN empleada y, por tanto, el valor calculado. El PREN se estima habitualmente a partir del contenido de cromo, molibdeno y nitrógeno, a menudo mediante una relación de la forma PREN = %Cr + 3.3(%Mo) + 16(%N). Algunas especificaciones y referencias técnicas incluyen tungsteno o utilizan un coeficiente diferente. Por lo tanto, el número ayuda a comparar la resistencia nominal a la corrosión por picadura y a la corrosión en hendiduras inducidas por cloruros, pero no sustituye los ensayos de corrosión, el análisis del entorno de servicio ni los requisitos de una especificación de producto. La temperatura, la concentración de cloruros, la acidez, los depósitos, el acceso de oxígeno, el estado superficial, el estado de la soldadura y el contacto galvánico pueden modificar el comportamiento en servicio. La metalurgia dúplex también depende del equilibrio de fases. La composición de la aleación establece la tendencia a formar ferrita y austenita, mientras que el recocido de solubilización, la soldadura y el enfriamiento determinan cuánto queda de cada fase y si se forman compuestos no deseados. ASM International y los estudios revisados por pares disponibles a través de ScienceDirect describen las microestructuras dúplex como regiones de ferrita y austenita, alargadas o lamelares, reveladas mediante ataque metalográfico. Este aspecto no es meramente descriptivo: la morfología, continuidad, separación y composición local de las fases afectan a la propagación de grietas, el inicio de la corrosión, la fatiga y el comportamiento de las soldaduras. ### Dúplex lean: PREN 22–27 Los grados dúplex lean se sitúan en el intervalo PREN 22–27 de World Stainless. Reducen alguna combinación de níquel y molibdeno en comparación con las composiciones dúplex estándar, al tiempo que conservan suficiente cromo y nitrógeno para mantener una estructura bifásica. El diseño resultante de la aleación puede ofrecer un límite elástico superior al de muchos aceros inoxidables austeníticos y una mejor resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión inducido por cloruros que los grados comunes de las series 300, aunque el resultado preciso depende de la forma del producto y del procesamiento. El término «lean» describe la posición dentro de la familia de aleaciones, no una designación correspondiente a un único grado. Un grado dúplex lean puede contener poco o nada de molibdeno, o puede utilizar ajustes de nitrógeno y manganeso para controlar el coste y la estabilidad de las fases; la norma aplicable sigue siendo la autoridad para establecer su composición química y sus propiedades. Su intervalo PREN no debe interpretarse como un límite directo de temperatura de servicio ni como una prueba de inmunidad frente al ataque en hendiduras. Las hendiduras estrechas, el agua de mar estancada, la coloración térmica y las superficies contaminadas pueden producir corrosión localizada incluso cuando el PREN calculado parece adecuado. «Dúplex ordinario» se utiliza de manera poco uniforme. En algunos textos técnicos significa acero inoxidable dúplex en general, incluidos los grados lean y estándar. En otros, se refiere al grupo dúplex convencional que no es superdúplex. Por ello, es menos preciso que una designación de grado, un número UNS, una norma de producto y unos límites químicos especificados. Una especificación no debería identificar el material únicamente como «dúplex ordinario». ### Dúplex estándar: PREN 28–38 Los grados dúplex estándar se encuentran dentro del intervalo PREN 28–38 conforme al esquema de 2024 de World Stainless/International Stainless Steel Forum. El grado 2205 se denomina habitualmente dúplex 22Cr; UNS S32205 es la designación ampliamente utilizada asociada a este grado. ASTM A928/A928M trata sobre tubos de acero inoxidable dúplex soldados por fusión eléctrica con metal de aporte e identifica UNS S32205 en las especificaciones de producto citadas. No obstante, la edición exacta, la forma del producto, los requisitos suplementarios y los requisitos del comprador siguen rigiendo la aceptación. El grado 2205 demuestra por qué una denominación de familia no puede sustituir al control del proceso. Su composición química, con aproximadamente un 22 % de cromo, favorece una estructura ferrítico-austenítica, pero el equilibrio final puede variar cuando una soldadura se enfría con demasiada rapidez, cuando el tratamiento de recocido de solubilización es insuficiente o cuando una zona afectada por el calor experimenta un ciclo térmico inadecuado. Un exceso de ferrita puede reducir la tenacidad y perjudicar la resistencia a la corrosión localizada; un exceso de austenita puede modificar la resistencia mecánica y puede indicar que no se ha alcanzado el equilibrio de fases previsto. Por tanto, los procedimientos de soldadura controlan el aporte térmico, la temperatura entre pasadas, la selección del metal de aporte, la protección y el examen posterior a la soldadura, en lugar de basarse únicamente en la composición química nominal. El comportamiento mecánico es una de las razones por las que los grados dúplex estándar se especifican ampliamente. La ferrita contribuye a un límite elástico elevado, mientras que la austenita favorece la ductilidad y la tenacidad. Las dos fases también pueden proporcionar un comportamiento útil frente a la fatiga, pero la resistencia a la fatiga depende en gran medida de la geometría de la soldadura, el acabado superficial, las tensiones residuales, los defectos y la exposición corrosiva. Los valores de diseño deben proceder del código aplicable o de datos de ensayo, no del PREN. La principal preocupación no es simplemente la relación ferrita-austenita. A temperaturas inadecuadas, los aceros dúplex pueden formar nitruro de cromo, fase sigma, fase chi, austenita secundaria u otros precipitados. Las fases sigma y chi consumen cromo y molibdeno de las regiones cercanas, creando zonas empobrecidas que pueden reducir la tenacidad al impacto y la resistencia a la corrosión por picadura. El tratamiento térmico normalmente tiene como objetivo disolver estas fases y restaurar la estructura prevista, seguido de un enfriamiento suficientemente rápido. ISO 17781, identificada por el Comité Técnico 67 de ISO, especifica métodos de ensayo para el control de calidad de la microestructura dúplex en aplicaciones petrolíferas y de gas natural. Es una referencia para el control de calidad, no un sustituto de una especificación de materiales del proyecto. #### Un PREN alto no implica inmunidad Elimine la coloración térmica y la contaminación, controle la microestructura de la soldadura y califique el estado real de la superficie y de la soldadura. El PREN nominal no garantiza la resistencia a la corrosión por picadura o por hendiduras después de la fabricación. ### Superdúplex e hiperdúplex: PREN 39–45 y superior a 45 Los grados superdúplex se clasifican en PREN 39–45 dentro de los intervalos de World Stainless indicados. Por lo general, contienen más cromo, molibdeno y nitrógeno que los grados dúplex estándar, lo que proporciona una mayor resistencia a la corrosión por picadura y a la corrosión en hendiduras causada por cloruros cuando la superficie y la microestructura están adecuadamente controladas. Outokumpu identifica los grados 2507 y 4501 como grados superdúplex 25Cr. La agrupación «25Cr» se refiere principalmente al nivel de cromo; no significa que todas las aleaciones 25Cr tengan un comportamiento idéntico en cuanto al níquel, molibdeno, nitrógeno, cobre, tungsteno o estabilidad de fases. Los grados hiperdúplex se clasifican por encima de PREN 45. Esta categoría comprende composiciones dúplex muy aleadas, desarrolladas para entornos con cloruros severos y combinaciones exigentes de resistencia mecánica y resistencia a la corrosión. Su mayor contenido de elementos de aleación puede estrechar la ventana de procesamiento. La soldadura, el conformado en caliente, el recocido de solubilización y el enfriamiento deben evitar la precipitación perjudicial de fases intermetálicas y mantener un equilibrio ferrita-austenita aceptable. Un PREN elevado puede coexistir con un comportamiento local deficiente si la fabricación deja coloración térmica, contaminación, óxido sin eliminar o una zona afectada por el calor rica en precipitados. Las denominaciones 25Cr, superdúplex e hiperdúplex son abreviaturas útiles, pero no establecen una cualificación completa. La temperatura crítica de picadura, la temperatura crítica de corrosión en hendiduras, los resultados de los ensayos electroquímicos, la tenacidad al impacto, las propiedades de tracción, la dureza, la medición de ferrita y el examen de las fases intermetálicas pueden ser todos pertinentes. El PREN predice una tendencia composicional; no tiene en cuenta todas las variables ambientales o de fabricación. Por esa razón, la selección del grado debe vincular la clasificación de la familia con el servicio real: oxigenación del agua de mar, nivel de cloruros, temperatura, presión, acidez, caudal, geometría de las hendiduras, protección catódica, erosión y cargas cíclicas. Las herramientas de predicción de fases, como los diagramas de tipo Schaeffler, DeLong o WRC, pueden ayudar a evaluar el metal de soldadura, pero no sustituyen la cualificación del procedimiento ni la verificación metalográfica. El acero inoxidable dúplex es un material bifásico controlado, no un único grado resistente a la corrosión con un comportamiento fijo. ## Grados y designaciones reconocidos Los nombres de los aceros inoxidables dúplex describen familias de aleaciones, no una única especificación universal. La designación puede indicar un nivel aproximado de cromo, la identidad de un grado comercial o un sistema numérico como el Unified Numbering System (UNS). Por sí sola, no define si el material es una chapa, una tubería, una barra, un tubo, una pieza forjada o un conjunto soldado. Tampoco establece el procedimiento de soldadura, la frecuencia de inspección, el tratamiento térmico, el intervalo de aceptación de ferrita ni el requisito de ensayo de corrosión. Esos detalles proceden de la norma de producto aplicable, la especificación de compra, el plano y los documentos de control de calidad. Los materiales subyacentes son aleaciones de cromo–níquel–molibdeno–hierro desarrolladas para formar fracciones volumétricas aproximadamente iguales de ferrita y austenita. World Stainless y el International Stainless Steel Forum informaron de aproximadamente un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita en los aceros inoxidables dúplex en 2024. Esa proporción es una condición metalúrgica, no un significado atribuido automáticamente al nombre de un grado. La composición de la aleación, la temperatura de recocido en disolución, la velocidad de enfriamiento, el conformado, el aporte térmico de soldadura y el tratamiento posterior a la soldadura pueden desplazar el equilibrio de fases. También pueden promover la formación de precipitados no deseados, como nitruros de cromo, fase sigma, fase chi u otros compuestos intermetálicos. El material dúplex atacado químicamente suele mostrar regiones ferríticas y austeníticas alargadas y laminares. La morfología refleja el trabajo en caliente y el historial de solidificación o recristalización. Un análisis químico nominalmente correcto no puede demostrar que el producto terminado tenga la microestructura requerida. Por ello, las especificaciones de los aceros dúplex suelen exigir examen metalográfico, medición de ferrita, ensayos mecánicos, ensayos de corrosión o controles del recocido en disolución y del enfriamiento. ### 2205, dúplex 22Cr y UNS S32205 El grado 2205 es la designación normalizada de acero dúplex más reconocida. La descripción de 2020 de Outokumpu sobre la familia de aceros inoxidables identifica el 2205 como comúnmente denominado **dúplex 22Cr**. “22Cr” es una abreviatura para una familia de aleaciones que contiene aproximadamente un 22 % de cromo; no es una especificación química completa. El níquel, el molibdeno, el nitrógeno, el carbono, el manganeso, el silicio y los límites aplicables a los elementos minoritarios también afectan a la estabilidad de las fases, la resistencia a la corrosión por picaduras, la soldabilidad y las propiedades mecánicas. **UNS S32205** es una designación numérica formal asociada a la composición dúplex 2205. ASTM A928/A928M, que contempla tuberías de acero inoxidable austenítico y ferrítico/austenítico soldadas por fusión eléctrica con metal de aporte, identifica UNS S32205 en sus especificaciones de producto de referencia como correspondiente al grado dúplex 2205. Esta relación es importante porque “tubería 2205” es una designación incompleta si no se indica la norma de producto. ASTM A928/A928M añade requisitos para una forma de producto y una ruta de fabricación determinadas; el número UNS identifica la composición química de la aleación, pero no sustituye dichos requisitos. Por lo general, el 2205 se incluye en el grupo de dúplex estándar. La clasificación de 2024 de World Stainless/International Stainless Steel Forum asigna a los grados dúplex estándar un intervalo PREN de 28–38. PREN, calculado habitualmente a partir del contenido de cromo, molibdeno y nitrógeno, es una convención de indexación de la resistencia a la corrosión utilizada para comparar la resistencia al ataque localizado. No constituye una garantía completa de comportamiento. El estado superficial, la soldadura, las inclusiones, la temperatura, la concentración de cloruros, las hendiduras, las tensiones residuales y el tiempo de exposición pueden modificar el comportamiento frente a la corrosión por picaduras y la corrosión en hendiduras. La estructura aproximadamente equilibrada de ferrita y austenita confiere al 2205 una combinación de resistencia mecánica, resistencia a la corrosión por cloruros y comportamiento a la fractura que difiere tanto de los grados ferríticos convencionales como de los austeníticos. También hace que la fabricación sea menos tolerante. Un tiempo excesivo en intervalos de temperatura intermedios puede formar fases intermetálicas, mientras que un enfriamiento rápido o mal controlado después de la soldadura puede dejar un exceso de ferrita o defectos ricos en nitrógeno. Por ello, los procedimientos de soldadura controlan el aporte térmico, la temperatura entre pasadas, la selección del metal de aporte, la protección gaseosa y las condiciones de enfriamiento, en lugar de basarse únicamente en el nombre “2205”. ### 2507 y 4501 como grados superdúplex 25Cr Outokumpu identifica los grados **2507** y **4501** como grados superdúplex 25Cr. La designación “25Cr” señala una familia de aleaciones que contiene aproximadamente un 25 % de cromo, mientras que “superdúplex” indica un nivel de aleación y una resistencia a la corrosión localizada superiores a los de los grados dúplex estándar. La designación sigue sin especificar la forma del producto ni los criterios completos de aceptación. En 2024, World Stainless y el International Stainless Steel Forum clasificaron los grados superdúplex con un PREN de 39–45. El índice más elevado suele reflejar adiciones de molibdeno y nitrógeno junto con cromo, aunque la fórmula real y los límites deben tomarse de la norma pertinente. El nitrógeno favorece la formación de austenita y contribuye a la resistencia a las picaduras; el molibdeno mejora la resistencia al ataque localizado por cloruros; y el cromo favorece la estabilidad de la película pasiva. Estos elementos también afectan a la solidificación, al equilibrio de fases del metal de soldadura y al riesgo de formación de nitruros o compuestos intermetálicos. Por tanto, los nombres 2507 y 4501 deben interpretarse como identificadores de familias o grados, no como certificados intercambiables. Un producto especificado puede requerir recocido en disolución, enfriamiento rápido, límites de equilibrio de fases, ensayos de impacto, límites de dureza o ensayos de corrosión. Estos requisitos pueden variar entre chapas, tuberías sin soldadura, tuberías soldadas, piezas forjadas, accesorios y componentes fundidos o fabricados. No puede suponerse que un procedimiento de soldadura cualificado para una norma de producto y un intervalo de espesores satisfaga otra norma simplemente porque ambos materiales se describan como superdúplex 25Cr. #### Cómo deben interpretarse los nombres de los dúplex - **Nombre común o comercial** Nombre reconocido de una familia de grados, como 2205 o 2507. - **Abreviatura de la composición** Descripción aproximada de la aleación, como 22Cr o 25Cr. - **Designación formal** Identidad normalizada de la composición, como UNS S32205. - **Norma del producto** Documento que define la forma del producto, la ruta de fabricación, los ensayos y los requisitos de aceptación. Las aleaciones superdúplex se utilizan cuando la corrosión localizada y las cargas mecánicas imponen condiciones exigentes, entre ellas en equipos marinos, sistemas de agua de mar, procesamiento químico, desalación y componentes para petróleo y gas. La resistencia a la fatiga sigue dependiendo en gran medida de la geometría de la soldadura, el estado superficial, los defectos, las tensiones residuales y el entorno cíclico. Un PREN más elevado no elimina la necesidad de examinar los pies de soldadura, las hendiduras, las inclusiones ni las zonas afectadas por el calor. ### Relación entre los nombres de las aleaciones, los números UNS y las normas de producto A menudo se mezclan tres tipos de designación: \[3\] \[3\] [**Petroleum and natural gas industries — Test methods for quality control of microstructure of ferritic/austenitic stainless steels**](https://www.iso.org/standard/). ISO Technical Committee 67. ISO 17781, 2024. - Un nombre común o comercial, como 2205 o 2507. - Una abreviatura de la composición, como 22Cr o 25Cr. - Una designación formal, como UNS S32205. Cada uno responde a preguntas diferentes. El nombre común identifica una familia de grados reconocida. La abreviatura del contenido de cromo comunica un nivel aproximado de aleación. La designación UNS proporciona una identidad de composición normalizada. Ninguno de ellos indica por sí solo cómo se fabricó, ensayó, marcó, inspeccionó o aceptó el material. Una norma de producto proporciona el contexto que falta. Las normas ASTM, EN, ISO y otras pueden especificar límites químicos, dimensiones, tolerancias, método de fabricación, recocido en disolución, propiedades de tracción, requisitos de impacto, examen no destructivo, ensayos hidrostáticos y ensayos suplementarios de corrosión o microestructura. ASTM A928/A928M es un ejemplo: contempla tuberías dúplex soldadas por fusión eléctrica fabricadas con metal de aporte, en lugar de limitarse a nombrar una aleación. ISO 17781, identificada por el ISO Technical Committee 67 en 2024, especifica métodos de ensayo para el control de calidad de la microestructura dúplex en aplicaciones de petróleo y gas natural. Es una referencia de control de calidad, no un sustituto del grado del material ni de la norma de producto. El mismo problema de nomenclatura se aplica a categorías más amplias. World Stainless/International Stainless Steel Forum enumera un PREN de 22–27 para los dúplex lean, de 28–38 para los dúplex estándar, de 39–45 para los superdúplex y superior a 45 para los hiperdúplex. Estos límites son convenciones de clasificación útiles, pero no todas las organizaciones aplican límites idénticos. En el uso comercial pueden solaparse las agrupaciones dúplex ordinario, dúplex lean, dúplex estándar, superdúplex, hiperdúplex y 25Cr. El documento de referencia sigue siendo la especificación del grado citado y los ensayos indicados en ella, no únicamente la etiqueta de la categoría. ## Propiedades mecánicas y físicas Los aceros inoxidables dúplex son aleaciones de cromo–níquel–molibdeno–hierro cuya respuesta mecánica procede de una estructura ferrítica–austenítica, no de una matriz uniforme. La condición prevista es aproximadamente un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita en volumen, según lo indicado por World Stainless y el International Stainless Steel Forum en 2024. Esa proporción es un objetivo metalúrgico, no un resultado garantizado por la designación nominal de un grado. La composición de la aleación, la temperatura de recocido de solubilización, el tiempo de mantenimiento, la velocidad de enfriamiento, el conformado y la soldadura pueden modificar el equilibrio o alterar la morfología de las fases. El ASM Handbook y el capítulo de Wiley sobre aceros inoxidables dúplex proporcionan un marco útil: las propiedades deben considerarse como el resultado de la constitución de las fases, su morfología, los defectos y el historial de procesamiento. Por tanto, un certificado de colada o el nombre de un grado no pueden sustituir a los datos mecánicos específicos del producto, los requisitos de tratamiento térmico y los registros de inspección. ### Resistencia y ductilidad derivadas de la estructura bifásica La ferrita, una fase cúbica centrada en el cuerpo, aporta un alto límite elástico y resistencia a la deformación plástica. La austenita, una fase cúbica centrada en las caras, proporciona una mayor capacidad de endurecimiento por deformación y, por lo general, una ductilidad superior. Cuando las dos fases forman una estructura continua y bien unida, el acero dúplex puede combinar un nivel de resistencia superior al de los aceros inoxidables austeníticos típicos con un alargamiento y una capacidad de conformado útiles. El resultado no es un simple promedio de los dos constituyentes. La ferrita restringe la austenita, la austenita interrumpe las trayectorias de deformación de la ferrita y las fronteras de fase influyen en el deslizamiento, el reparto de la deformación y la iniciación de grietas. La microestructura atacada metalográficamente suele aparecer como regiones ferríticas y austeníticas alargadas y laminares, especialmente en las chapas laminadas. Esta morfología produce un comportamiento dependiente de la dirección. Las propiedades de tracción medidas transversalmente a la dirección de laminación pueden diferir de las medidas longitudinalmente, mientras que la ductilidad a través del espesor puede verse afectada por inclusiones, bandeado, segregación y soldadura. Por tanto, un componente diseñado únicamente a partir de datos de tracción longitudinales puede estar mal representado si sus cargas principales actúan transversalmente a la chapa o a través de una unión soldada. La condición de fases aproximadamente iguales también favorece un equilibrio útil entre resistencia y ductilidad. Un exceso de ferrita puede aumentar la resistencia, pero reducir la ductilidad y la tenacidad al impacto, especialmente cuando la ferrita se vuelve continua o gruesa. Un exceso de austenita puede mejorar la ductilidad, al tiempo que reduce la resistencia esperada de una estructura dúplex correctamente equilibrada. Ninguna de estas desviaciones se evalúa únicamente mediante la apariencia visual. Se necesitan metalografía cuantitativa, métodos de predicción de fases e inspección conforme a la especificación de producto aplicable. Las familias de grados proporcionan un marco de composición química y resistencia a la corrosión, pero no garantizan directamente las propiedades mecánicas. La clasificación de World Stainless de 2024 sitúa los grados dúplex lean en PREN 22–27, los grados dúplex estándar en PREN 28–38, los grados superdúplex en PREN 39–45 y los grados hiperdúplex por encima de PREN 45. PREN es una convención de indexación de la resistencia a la corrosión, basada habitualmente en el cromo, el molibdeno y el nitrógeno; por sí solo, no predice la resistencia, la tenacidad, la calidad de la soldadura ni la vida útil. Las agrupaciones ordinary duplex, lean duplex, standard duplex, superduplex, hyperduplex y 25Cr también varían en cierta medida entre los distintos sistemas de clasificación. Outokumpu identifica el grado 2205 como dúplex de 22Cr y los grados 2507 y 4501 como grados superdúplex de 25Cr. Para el diseño del producto, la designación UNS y la norma aplicable siguen siendo más precisas que una denominación de familia. ASTM A928/A928M, por ejemplo, aborda las tuberías dúplex soldadas por fusión eléctrica con metal de aportación e identifica UNS S32205 como correspondiente al grado dúplex 2205 en las especificaciones de producto citadas. Los valores requeridos de resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento, dureza y calidad de la soldadura deben obtenerse de dicha norma y de la forma específica del producto. ### Tenacidad y efectos de la temperatura La austenita conserva sus mecanismos de deformación cúbica centrada en las caras en un amplio intervalo de temperaturas y ayuda a preservar la ductilidad y el embotamiento de la punta de la grieta. La ferrita es más sensible a la temperatura porque su estructura cúbica centrada en el cuerpo puede experimentar una transición dúctil-frágil. En consecuencia, la tenacidad del acero dúplex depende en gran medida del contenido de ferrita, el tamaño de grano ferrítico, la morfología de las fases, las inclusiones, los ciclos térmicos de soldadura y la orientación del ensayo. La presencia de austenita mejora la respuesta global, pero no elimina el riesgo a baja temperatura relacionado con la ferrita. El comportamiento al impacto a baja temperatura es especialmente sensible a la ferrita gruesa, las fracciones de fase desequilibradas y los precipitados intermetálicos. La fase sigma, la fase chi, los nitruros de cromo y otras fases secundarias pueden consumir localmente cromo o molibdeno, reducir la ductilidad y proporcionar sitios de iniciación de grietas. Por tanto, una exposición excesiva a intervalos de temperatura que permitan la precipitación resulta perjudicial, incluso cuando la superficie final parece aceptable. Cuando así se especifica, se emplean el recocido de solubilización y el enfriamiento rápido para restablecer una estructura de fases adecuada y disolver o limitar las fases no deseadas; el tratamiento admisible depende del grado y de la norma del producto. Las temperaturas elevadas plantean un problema diferente. La ferrita puede transformarse o precipitar fases secundarias durante una exposición prolongada, mientras que el equilibrio austenita–ferrita puede cambiar durante la soldadura o el tratamiento térmico. Los ciclos de fabricación cortos y el enfriamiento controlado pueden producir una estructura aceptable, pero el recalentamiento, la soldadura de reparación y las excursiones térmicas repetidas requieren procedimientos específicos. Las zonas afectadas térmicamente pueden contener demasiada ferrita inmediatamente después de un enfriamiento rápido o desarrollar nitruros y fases intermetálicas tras una exposición térmica inadecuada. Estos efectos también influyen en la fatiga. Los aceros dúplex pueden presentar una resistencia a la fatiga favorable debido a su resistencia mecánica y a su resistencia a la corrosión; sin embargo, el comportamiento a la fatiga está controlado por el estado superficial, la geometría de la soldadura, las tensiones residuales, las inclusiones, las picaduras de corrosión y los defectos sensibles a las fases. Un grado resistente a la corrosión no presenta automáticamente una vida a la fatiga de una soldadura superior. Las curvas de diseño y las clasificaciones de soldaduras deben corresponder al producto, la categoría de unión, el entorno y el código aplicable. ISO 17781 es una referencia pertinente de control de calidad para aplicaciones petroleras y de gas natural. El Comité Técnico 67 de ISO la describe como una norma que especifica métodos de ensayo para el control de calidad de la microestructura de los aceros inoxidables ferríticos/austeníticos, o dúplex. Este tipo de examen puede identificar un exceso de ferrita, una morfología anormal de las fases y precipitados perjudiciales que podrían pasar desapercibidos en un ensayo de tracción. ### Propiedades físicas e implicaciones para el diseño Las propiedades físicas del acero dúplex se sitúan entre las de los aceros inoxidables ferríticos y austeníticos, pero no son simplemente iguales a ellas. La ferrita contribuye a la respuesta magnética y, por lo general, a una menor dilatación térmica que la austenita. La austenita contribuye al comportamiento no magnético y a una mayor dilatación térmica. Por tanto, un componente bifásico puede presentar una permeabilidad magnética medible y una respuesta de dilatación térmica distinta de la de un acero inoxidable completamente austenítico. Esto es importante cerca de sensores magnéticos, en los cálculos de control dimensional y cuando los ciclos térmicos generan tensiones de restricción. La conductividad térmica se ve afectada por la relación ferrita–austenita, las adiciones de elementos de aleación, la temperatura y el estado del producto. En general, los aceros dúplex transfieren el calor de forma diferente a los grados austeníticos comunes, mientras que su menor dilatación térmica puede reducir la distorsión durante algunas operaciones térmicas. Esta ventaja es condicional: la soldadura sigue produciendo expansión, contracción, tensiones residuales y cambios de fase locales. La restricción de la unión y el aporte térmico pueden dominar la distorsión final. El comportamiento elástico también refleja el agregado bifásico. La ferrita y la austenita presentan respuestas elásticas cristalográficas diferentes, y el laminado genera textura; por ello, el módulo medido y la respuesta de Poisson pueden variar según la orientación y el método de ensayo. Para los cálculos estructurales ordinarios, las normas suelen proporcionar un valor de diseño en lugar de exigir un modelo elástico fase por fase. Los análisis mediante elementos finitos que impliquen gradientes térmicos, cargas cíclicas o conjuntos soldados pueden requerir datos dependientes de la temperatura y de la dirección correspondientes al estado real del producto. El historial de procesamiento sigue siendo fundamental. El laminado en caliente, la reducción en frío, el recocido de solubilización, el enfriamiento con agua, el mecanizado y la soldadura modifican tanto las tensiones residuales y la textura como el equilibrio de fases. Los diagramas de predicción de fases y las herramientas computacionales pueden estimar la formación de ferrita y la precipitación, pero no sustituyen a la metalografía ni a los ensayos de cualificación. Por tanto, los datos de diseño deben tomarse del grado, la forma del producto, el espesor, el tratamiento térmico, la orientación y la norma especificados, y no de una afirmación genérica de que el acero inoxidable dúplex es resistente, tenaz o dimensionalmente estable. ## Mecanismos y resistencia a la corrosión El acero inoxidable dúplex no es un único grado resistente a la corrosión. Su desempeño deriva de una mezcla controlada de ferrita y austenita, normalmente cercana al 50 % de cada fase en volumen. World Stainless y el International Stainless Steel Forum informaron de este equilibrio aproximado en 2024. Las dos fases proporcionan respuestas electroquímicas y mecánicas diferentes: la ferrita rica en cromo contribuye a la resistencia frente al ataque localizado inducido por cloruros y aporta alta resistencia mecánica, mientras que la austenita estabilizada con níquel mejora la tenacidad, la ductilidad y la resistencia frente a algunas formas de corrosión general y corrosión asistida por tensiones. Ese equilibrio es el resultado del procesamiento, no una garantía proporcionada por la designación nominal del grado. La composición de la aleación, la temperatura de recocido de solubilización, el aporte térmico de la soldadura, el tiempo de permanencia y la velocidad de enfriamiento afectan a la relación final ferrita–austenita. Un exceso de ferrita puede reducir la tenacidad y modificar el comportamiento frente a la corrosión localizada; un exceso de austenita puede reducir la resistencia mecánica y dejar a la aleación con una cantidad insuficiente de ferrita para la estructura dúplex especificada. El material atacado metalográficamente suele mostrar regiones ferríticas y austeníticas alargadas y laminares, especialmente después del laminado. Las herramientas de predicción de fases, como Schaeffler, DeLong, WRC-1992 y los diagramas de constitución, pueden orientar las estimaciones de soldadura y solidificación, pero el examen metalográfico y los ensayos de corrosión siguen siendo controles necesarios. El cromo forma la película pasiva de óxido de cromo. El molibdeno refuerza dicha película en soluciones que contienen cloruros y aumenta la resistencia al inicio y a la propagación de picaduras. El nitrógeno es un potente formador de austenita y aumenta la resistencia a la corrosión localizada; también eleva el límite elástico mediante el endurecimiento por solución sólida. El níquel estabiliza principalmente la austenita y favorece el equilibrio de fases, aunque no es intercambiable con el molibdeno ni con el nitrógeno en un cálculo de resistencia a la picadura. Un estado superficial deficiente, hierro incrustado, impactos de arco, coloración térmica, daños de rectificado u óxidos de soldadura pueden alterar localmente la película pasiva incluso cuando la aleación en su conjunto presenta una composición química adecuada. ![Aceros inoxidables dúplex: microestructura, grados y aplicaciones](/images/uploads/f72139cd-6cea-4b1a-968e-ee664191062f/wiki-inline-duplex-stainless-steel-seawater-pipe-assembly-with-a-flange-crevice-and-localize-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/f72139cd-6cea-4b1a-968e-ee664191062f/wiki-inline-duplex-stainless-steel-seawater-pipe-assembly-with-a-flange-crevice-and-localize-1920x1288.avif "Ampliar imagen — Aceros inoxidables dúplex: microestructura, grados y aplicaciones")Crevices can create local chemistry more severe than the surrounding chloride solution. ### Corrosión por picaduras y corrosión en resquicios Temperatura crítica de picadura **Temperatura crítica de picadura** Temperatura a la que se vuelve probable la formación estable de picaduras bajo una solución y un procedimiento de ensayo especificados; es un resultado comparativo del ensayo, no un límite universal de funcionamiento. La formación de picaduras comienza cuando una superficie pasiva se descompone en un punto pequeño, a menudo donde los iones cloruro se concentran en inclusiones, picos de rugosidad, residuos de óxido o zonas dañadas mecánicamente. La picadura se vuelve anódica con respecto a la superficie circundante. La hidrólisis reduce el pH local, el cloruro migra hacia la cavidad y la picadura puede seguir creciendo después de que haya desaparecido el desencadenante original. Este proceso autocatalítico explica por qué una pequeña marca superficial puede producir una penetración profunda. La corrosión en resquicios sigue una secuencia relacionada, pero está controlada por un transporte de masa restringido. Las juntas, uniones solapadas, conexiones roscadas, depósitos, caras de bridas y geometrías de soldadura protegidas pueden consumir el oxígeno dentro del resquicio. La celda resultante de aireación diferencial acidifica la región ocluida y concentra el cloruro. Un grado dúplex puede resistir la formación de picaduras en una superficie abierta y, al mismo tiempo, sufrir ataque en un resquicio estrecho, porque la química local dentro del resquicio es mucho más agresiva que la del agua circundante. Por ello, la temperatura crítica de picadura (CPT) y la temperatura crítica de corrosión en resquicios (CCT) son mediciones comparativas útiles. La CPT identifica la temperatura a la que resulta probable la formación estable de picaduras con una solución de ensayo y un procedimiento especificados; la CCT mide la tendencia correspondiente en un resquicio artificial. Ninguno de estos valores constituye un límite universal de operación. El acabado superficial, el método de ensayo, el contenido de oxígeno, la concentración de cloruros, los depósitos, el flujo y la presencia de coloración térmica de soldadura pueden modificar el resultado. La ferrita y la austenita también deben presentar una resistencia compatible. Si una fase tiene una resistencia a la corrosión localizada inferior a la de la otra, las picaduras pueden iniciarse preferentemente en los límites de fase o dentro de la fase más débil. La distribución del cromo y del molibdeno entre las fases, el contenido de nitrógeno y el historial de enfriamiento influyen en esta diferencia. Los precipitados intermetálicos agravan el problema. La fase sigma, la fase chi, los nitruros de cromo y otros constituyentes secundarios pueden consumir cromo o molibdeno del metal cercano y crear zonas empobrecidas. La exposición en el intervalo aproximado de 600–1000 °C, dependiendo de la composición y del tiempo, puede producir dichas fases. El recocido de solubilización seguido de un enfriamiento rápido se utiliza para restaurar la estructura prevista, pero un tratamiento térmico excesivo puede causar deformación u otros problemas de fabricación. Las superficies soldadas requieren especial atención. La coloración térmica contiene óxido empobrecido en cromo debajo de la decoloración visible, y la oxidación de la raíz de soldadura puede reducir sustancialmente la CPT y la CCT. El decapado, una limpieza mecánica adecuada y el control de los gases de protección y purga eliminan o limitan estos puntos débiles. La selección del metal de aporte también debe favorecer el equilibrio de fases deseado, en lugar de limitarse a reproducir la composición nominal del metal base. ### Entornos con cloruros e interpretación del PREN La exposición a cloruros es fundamental para la selección de aceros dúplex, porque los cloruros desestabilizan las películas pasivas y hacen más probables las picaduras y los resquicios. El agua de mar, las salmueras, los sistemas de agua de refrigeración, los licores de proceso, los depósitos evaporíticos y el agua de lavado contaminada pueden crear condiciones localizadas que difieren de la concentración medida en el volumen principal. La temperatura, la acidez, la disponibilidad de oxígeno, el flujo, los depósitos y la geometría de los resquicios son tan importantes como el valor nominal de cloruros. El número equivalente de resistencia a la picadura se expresa habitualmente como: PREN puede ayudar a comparar familias de aleaciones relacionadas, pero no permite predecir el entorno de servicio. Limited evidence **PREN = %Cr + 3.3(%Mo) + 16(%N)** Los coeficientes muestran por qué el molibdeno y el nitrógeno tienen un efecto desproporcionadamente grande en el índice. World Stainless y el International Stainless Steel Forum clasifican de forma general los grados dúplex lean en PREN 22–27, los grados dúplex estándar en PREN 28–38, los grados superdúplex en PREN 39–45 y los grados hiperdúplex por encima de PREN 45. Estos límites son convenciones de clasificación y no valores idénticos utilizados por todas las organizaciones. Además, describen un intervalo de familias y no una composición fija única. El grado 2205 se denomina habitualmente dúplex 22Cr. ASTM A928/A928M identifica UNS S32205 como correspondiente al grado dúplex 2205 en las especificaciones de tuberías soldadas por fusión eléctrica contempladas, en las que se utiliza metal de aporte. Los grados 2507 y 4501 se agrupan habitualmente como grados superdúplex 25Cr. Por tanto, las denominaciones dúplex ordinario, dúplex lean, dúplex estándar, superdúplex, hiperdúplex y las agrupaciones 25Cr deben interpretarse como descripciones de familias de aleaciones vinculadas a convenciones de composición y PREN, no como clasificaciones de servicio intercambiables. El PREN es una herramienta para comparar aleaciones. No es una predicción del comportamiento en un entorno de servicio. Dos aleaciones con un PREN similar pueden responder de manera diferente debido al equilibrio de fases, las inclusiones, el acabado superficial, el estado de la soldadura, el tratamiento térmico o las diferencias en la distribución del molibdeno y el nitrógeno. A la inversa, un PREN alto no proporciona una resistencia universal frente a la corrosión en resquicios, la erosión-corrosión, el ataque galvánico, la corrosión influida microbiológicamente, los efectos del hidrógeno o los entornos ácidos. El índice resulta más útil al comparar coladas o grados relacionados en condiciones de ensayo similares. ### Consideraciones sobre la corrosión bajo tensión y la fatiga-corrosión En general, los aceros inoxidables dúplex presentan una mayor resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión en presencia de cloruros que los aceros inoxidables austeníticos convencionales, especialmente en entornos donde actúan conjuntamente la tensión de tracción, la temperatura elevada y la concentración de cloruros. Esta ventaja está relacionada con la estructura bifásica y con el menor contenido de níquel de muchos grados dúplex, pero no es absoluta. Las soluciones calientes de cloruros, los depósitos evaporíticos, las soluciones cáusticas concentradas, los entornos que contienen hidrógeno y las tensiones residuales severas aún pueden provocar agrietamiento. El inicio de las grietas puede producirse en picaduras, resquicios, defectos de soldadura, límites de fase o regiones modificadas por la fabricación. La tensión residual de tracción procedente del conformado, la soldadura, el mecanizado o el trabajo en frío puede ser suficiente incluso cuando no se aplica ninguna carga externa. La austenita y la ferrita también pueden responder de manera diferente a la absorción de hidrógeno y a la deformación en la punta de la grieta, por lo que la relación ferrita–austenita y la morfología local de las fases influyen en el comportamiento frente al agrietamiento. Los procedimientos de soldadura deben limitar los precipitados perjudiciales, evitar un desequilibrio excesivo entre ferrita y austenita y controlar la temperatura entre pasadas y el enfriamiento. La fatiga-corrosión combina tensiones cíclicas con un entorno corrosivo. Una picadura actúa como una entalla aguda; la carga repetida hace avanzar entonces una grieta con niveles de tensión inferiores a los previstos en aire. Los aceros dúplex suelen proporcionar una resistencia útil a la fatiga, pero la fatiga-corrosión depende en gran medida del estado superficial, la geometría de la soldadura, la tensión residual, las inclusiones, la protección catódica y la frecuencia de los ciclos. Los pies de soldadura y los resquicios requieren una inspección especial porque combinan concentración geométrica de tensiones con entornos corrosivos de transporte restringido. En consecuencia, el diseño debe distinguir entre la resistencia a la corrosión localizada y la resistencia frente a todos los mecanismos de corrosión. Los requisitos de producto de ASTM definen la composición, las dimensiones y los ensayos aplicables a productos específicos, mientras que ISO 17781 especifica métodos para el control de calidad de la microestructura dúplex en aplicaciones petroleras y de gas natural. Estos controles son importantes porque un grado nominal, un valor PREN y una reputación de resistencia a la corrosión no pueden sustituir la verificación del equilibrio de fases, una fabricación limpia, una adecuada calificación del procedimiento de soldadura y los ensayos en el entorno de servicio real. ## Precipitados, fragilización y exposición térmica El acero inoxidable dúplex no está protegido únicamente por su composición. Su comportamiento depende de conservar una estructura controlada de ferrita y austenita y de evitar que las fases secundarias consuman las regiones ricas en cromo, molibdeno o níquel. World Stainless y el International Stainless Steel Forum describen los grados dúplex como materiales con aproximadamente un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita, aunque el equilibrio permitido depende del grado, la forma del producto, la especificación aplicable y el método de ensayo. El material atacado metalográficamente suele mostrar regiones ferríticas y austeníticas alargadas y laminares. Esta estructura proporciona al acero dúplex una combinación de resistencia mecánica, resistencia a la corrosión por cloruros y tenacidad, pero también crea dos entornos químicos diferentes en los que pueden desarrollarse la precipitación y la fragilización. Por tanto, el problema no es simplemente «demasiado calor». Un ciclo térmico puede alterar el equilibrio de fases, producir compuestos intermetálicos frágiles, empobrecer la matriz junto a un precipitado o acelerar la descomposición de la ferrita sin modificar visiblemente la composición química global. Estos cambios pueden reducir la tenacidad al impacto y la resistencia a la fatiga, al tiempo que aumentan la susceptibilidad a la corrosión por picaduras o por hendiduras. La respuesta debe evaluarse en función del grado, el espesor de la sección, el procesamiento previo, el procedimiento de soldadura, la temperatura de servicio y la norma de producto o de control de calidad aplicable. ![Aceros inoxidables dúplex: microestructura, grados y aplicaciones](/images/uploads/23564c00-84b7-439f-99ec-42e2780d750f/wiki-inline-duplex-stainless-steel-microstructure-showing-sigma-phase-and-chromium-nitride-p-1920x1920.jpg)[](/images/uploads/23564c00-84b7-439f-99ec-42e2780d750f/wiki-inline-duplex-stainless-steel-microstructure-showing-sigma-phase-and-chromium-nitride-p-1920x1920.avif "Ampliar imagen — Aceros inoxidables dúplex: microestructura, grados y aplicaciones")Undesired precipitates can embrittle the steel and deplete nearby regions of corrosion-resisting elements. ### Fases de precipitados no deseadas La principal preocupación tras una exposición excesiva de los aceros inoxidables dúplex es la formación de fases intermetálicas ricas en cromo y molibdeno, especialmente sigma (σ) y chi (χ). La fase sigma es dura y frágil. Puede formarse preferentemente en las interfaces ferrita–austenita, donde las distancias de difusión son cortas y la química local favorece la precipitación. La fase chi puede aparecer antes en ciertas condiciones de la aleación y posteriormente transformarse o contribuir a la formación de sigma. Cualquiera de estas fases reduce el contenido de cromo y molibdeno de la ferrita circundante, por lo que el daño por corrosión puede comenzar en la región empobrecida aunque el precipitado ocupe una pequeña fracción volumétrica. Los nitruros de cromo, comúnmente descritos como Cr₂N, constituyen otra preocupación en la ferrita. Se añade nitrógeno a muchos grados dúplex para estabilizar la austenita y mejorar la resistencia a la corrosión localizada, pero un enfriamiento rápido o una solidificación inadecuada del metal de soldadura pueden dejar el nitrógeno sobresaturado en la ferrita. A continuación, los nitruros pueden precipitar en los límites de la ferrita o dentro de los granos ferríticos. Los carburos de cromo pueden formarse cuando hay carbono disponible, aunque los grados modernos de bajo contenido de carbono y una fabricación controlada reducen este riesgo. El efecto no se limita a las partículas visibles: el empobrecimiento local de cromo y molibdeno puede reducir la resistencia crítica a la corrosión por picaduras y por hendiduras. La familia del grado modifica la tendencia a la precipitación. La clasificación de World Stainless/International Stainless Steel Forum sitúa los grados dúplex lean en PREN 22–27, los grados dúplex estándar en PREN 28–38, los grados superdúplex en PREN 39–45 y los grados hiperdúplex por encima de PREN 45. PREN es una convención de indexación de la resistencia a la corrosión, no una garantía completa de comportamiento. El molibdeno, el nitrógeno, el cromo y la distribución de ferrita y austenita afectan a la respuesta, mientras que la precipitación puede invalidar las suposiciones basadas en el PREN nominal. El grado 2205 se denomina comúnmente dúplex 22Cr; los grados 2507 y 4501 son grados superdúplex 25Cr, según lo indicado por Outokumpu en 2020. Sus diferencias de aleación influyen tanto en la estabilidad de las fases como en las temperaturas a las que pueden formarse fases no deseadas. Las herramientas de predicción de fases, incluidos los cálculos de equilibrio y los modelos cinéticos, ayudan a identificar los campos probables de ferrita, austenita, sigma, chi, nitruros y carburos. No sustituyen a la metalografía ni a los ensayos de corrosión. El material real contiene segregaciones, inclusiones, dilución de la soldadura, tensiones residuales y gradientes térmicos locales. Por tanto, un cálculo basado en la composición nominal puede predecir una asociación de fases estable mientras que una zona afectada térmicamente por la soldadura contiene una población pequeña, pero perjudicial, de precipitados. El examen metalográfico, la medición de la ferrita, la dureza, los ensayos de impacto y los ensayos de corrosión localizada deben seleccionarse de acuerdo con la especificación y el riesgo en servicio. ISO 17781 es una referencia pertinente de control de calidad para los aceros inoxidables ferrítico/austeníticos, o dúplex, utilizados en las industrias del petróleo y del gas natural. Especifica métodos de ensayo para evaluar la microestructura, en lugar de considerar que la designación del grado demuestra por sí sola que el estado de las fases es aceptable. Las normas de producto también son importantes. ASTM A928/A928M identifica UNS S32205 como correspondiente al grado dúplex 2205 en la especificación de tuberías soldadas por fusión eléctrica a la que se hace referencia, cuando se utiliza metal de aportación. Esta designación controla los requisitos del producto; no elimina la necesidad de examinar el historial térmico de la soldadura ni el estado posterior a la fabricación. ### Fragilización a 475 °C e inestabilidad de fase La ferrita puede fragilizarse durante la exposición en el intervalo aproximado de 300–500 °C, fenómeno denominado comúnmente fragilización a 475 °C. El mecanismo está asociado a la descomposición de la ferrita rica en cromo en una fase enriquecida en cromo y otra rica en hierro y empobrecida en cromo, descrita a menudo como alfa prima (α′). Al mismo tiempo, el ordenamiento y el endurecimiento a escala nanométrica pueden aumentar la resistencia mecánica y reducir bruscamente la tenacidad al impacto. El material puede parecer íntegro en un ensayo de tracción y, sin embargo, mostrar una pérdida grave de tenacidad a la entalla. Este fenómeno se diferencia de la precipitación de la fase sigma, aunque ambos se deben a la exposición térmica y pueden producirse dentro de historiales de procesamiento parcialmente coincidentes. La fase sigma es una fase intermetálica relativamente gruesa asociada a una exposición a temperaturas más elevadas; la descomposición en alfa prima es un proceso de inestabilidad de la ferrita que implica una separación química mucho más fina. La distinción es importante porque la microscopía, la dureza, el comportamiento al impacto y la respuesta al tratamiento térmico pueden no identificar el mismo daño de la misma manera. Un componente dúplex que contenga más ferrita dispone de un mayor volumen susceptible de este mecanismo, pero un objetivo nominal de 50:50 no permite predecir por sí solo la vida útil en servicio. La química de la ferrita, el contenido de nitrógeno, el recocido de solubilización previo, la deformación en frío y la temperatura exacta de exposición influyen en la velocidad del proceso. A una temperatura próxima a la velocidad máxima de reacción, una exposición más corta puede causar una fragilización mayor que una exposición mucho más prolongada a una temperatura inferior o superior. No existe un único límite de tiempo a temperatura aplicable a todos los grados dúplex, espesores o especificaciones de producto. El envejecimiento térmico también puede poner de manifiesto diferencias entre el material trabajado, el metal de soldadura y las zonas afectadas térmicamente. El metal de soldadura puede presentar una morfología de la ferrita y una distribución de la aleación diferentes de las de la chapa base. Una zona afectada térmicamente puede experimentar una transformación parcial, en lugar del tratamiento completo de solubilización utilizado durante la fabricación. Estas regiones locales pueden controlar el comportamiento a la fractura o a la corrosión aunque la mayor parte del componente conserve un equilibrio de fases aceptable. Por ese motivo, las evaluaciones de equipos envejecidos suelen combinar ensayos de dureza y de impacto con metalografía y, cuando procede, ensayos de tenacidad a la fractura o de corrosión. ### Efectos del tiempo, la temperatura y la velocidad de enfriamiento El acero inoxidable dúplex atraviesa campos de fases cambiantes durante el calentamiento y el enfriamiento. Al enfriarse desde una condición ferrítica de alta temperatura, la austenita debe reformarse de manera controlada. Si el enfriamiento es demasiado rápido para la sección y la aleación, puede formarse una cantidad insuficiente de austenita y precipitar nitruros de cromo en la ferrita. Si el enfriamiento es lento dentro de un intervalo sensible a la precipitación, la sigma, la chi u otras fases secundarias tienen más oportunidades de nuclearse y crecer. Por tanto, la misma temperatura máxima nominal puede producir resultados diferentes en un cordón de soldadura delgado, una placa gruesa y un accesorio restringido. La soldadura ilustra estos efectos contrapuestos. Un aporte térmico elevado y un enfriamiento lento pueden favorecer la precipitación de intermetálicos, mientras que un enfriamiento muy rápido puede dejar un exceso de ferrita y promover la formación de nitruros. La temperatura entre pasadas, la secuencia de cordones, la composición del gas de protección, la restricción de la unión, la química del metal de aportación y el espesor de la sección modifican el ciclo térmico. El metal de aportación no se selecciona únicamente para que coincida con la designación comercial del grado, sino para restablecer un equilibrio aceptable de ferrita y austenita y una respuesta adecuada frente a la corrosión después de la dilución y la solidificación. El tratamiento térmico de solubilización está sujeto igualmente a condiciones específicas. En general, su finalidad es disolver los precipitados perjudiciales y restaurar la estructura bifásica prevista, seguido de un enfriamiento suficientemente rápido para limitar la reprecipitación. El intervalo de temperatura requerido, el tiempo de mantenimiento, el método de enfriamiento y los criterios de aceptación dependen del grado y de la forma del producto. Un tratamiento adecuado para una tubería UNS S32205 no puede aplicarse automáticamente a una forja superdúplex 25Cr o a un conjunto soldado de gran espesor. Los requisitos de ASTM, las especificaciones del comprador, los ensayos de ISO 17781 y los códigos de fabricación pueden imponer exámenes diferentes. La evaluación en servicio debe tener en cuenta la exposición acumulada, no solo la temperatura máxima registrada. Los ciclos térmicos repetidos pueden proporcionar numerosas oportunidades de precipitación aunque cada ciclo sea breve. Por el contrario, una excursión corta puede tener poco efecto si el material atraviesa rápidamente el intervalo sensible y no contiene una química local susceptible. La velocidad de enfriamiento es especialmente importante en los pies de soldadura, el centro de secciones gruesas y las intersecciones de elementos, donde la extracción de calor difiere de la que se produce en las superficies expuestas. En consecuencia, la cuestión práctica es determinar si el material real conserva un equilibrio aceptable de fases, tenacidad y resistencia a la corrosión localizada después de su historial térmico documentado. La respuesta requiere evidencia específica del grado, no una regla universal de temperatura. La identificación de precipitados, la medición de ferrita y austenita, los datos de impacto o dureza y los ensayos de corrosión deben ajustarse a la especificación aplicable y a los modos de fallo plausibles en servicio. ## Soldadura y tratamiento térmico El acero inoxidable duplex está diseñado en torno a una estructura aproximadamente equilibrada de ferrita y austenita, pero la soldadura somete dicha estructura a un ciclo térmico móvil y muy desigual. El baño de soldadura se funde y vuelve a solidificarse; el metal adyacente se calienta hasta alcanzar los campos de fase de la ferrita, de la ferrita–austenita o de la austenita; y las proporciones finales de las fases dependen de la composición química de la aleación, el aporte térmico, la restricción, la temperatura entre pasadas y la velocidad de enfriamiento. La descripción de los aceros duplex publicada en 2024 por World Stainless/International Stainless Steel Forum cita aproximadamente un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita como objetivo, no como un resultado independiente de la composición. Variables de soldadura que controlan el estado del metal de soldadura dúplex y de la zona afectada por el calor. | Variable de soldadura | Efecto sobre el estado de la soldadura dúplex | |---|---| | Composición del metal de aporte | Controla el equilibrio de ferrita y austenita del metal de soldadura y la resistencia a la corrosión | | Aporte térmico | Modifica la velocidad de enfriamiento y la exposición a la precipitación | | Temperatura entre pasadas | Controla la exposición térmica acumulada | | Protección gaseosa y purga | Afectan a la oxidación y a la retención de nitrógeno | | Condiciones de enfriamiento | Influyen en la formación de austenita y el riesgo de formación de nitruros | ![Aceros inoxidables dúplex: microestructura, grados y aplicaciones](/images/uploads/4ac50d55-930e-4af2-baa3-6abcae107198/wiki-inline-duplex-stainless-steel-weld-cross-section-showing-weld-metal-heat-affected-zone-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/4ac50d55-930e-4af2-baa3-6abcae107198/wiki-inline-duplex-stainless-steel-weld-cross-section-showing-weld-metal-heat-affected-zone-1920x1094.avif "Ampliar imagen — Aceros inoxidables dúplex: microestructura, grados y aplicaciones")Welding changes phase balance through local melting, heating, dilution, and cooling. Esta distinción es importante en todas las familias de aleaciones. Los aceros lean duplex suelen agruparse en PREN 22–27, los grados duplex estándar en PREN 28–38, los grados superduplex en PREN 39–45 y los grados hyper duplex por encima de PREN 45. PREN es una convención de indexación de la resistencia a la corrosión, que normalmente se calcula a partir de los contenidos de cromo, molibdeno y nitrógeno; no garantiza que una soldadura conserve su resistencia a la corrosión por picadura o por resquicios. El grado 2205 se denomina habitualmente duplex 22Cr, mientras que los grados 2507 y 4501 son grados superduplex 25Cr, tal como describió Outokumpu en 2020. Por tanto, la práctica de soldadura debe ajustarse al grado especificado y a la norma del producto, y no a un procedimiento genérico para acero «duplex». ### Equilibrio de fases del metal de soldadura La mayoría de las soldaduras de acero duplex solidifican principalmente como ferrita porque la transformación de líquido a sólido favorece la fase cúbica centrada en el cuerpo. Posteriormente, la austenita se forma durante el enfriamiento mediante transformación en los límites de grano de la ferrita y dentro de la matriz ferrítica. Si el enfriamiento es demasiado rápido, no hay tiempo suficiente para esta transformación y queda un metal de soldadura rico en ferrita. Si el enfriamiento es excesivamente lento, la austenita puede convertirse en el constituyente mayoritario, mientras que una permanencia prolongada en intervalos de temperatura perjudiciales aumenta el riesgo de precipitación de fases intermetálicas. Por consiguiente, la selección del metal de aporte es un control metalúrgico, no solo un medio para rellenar una junta. Los consumibles duplex suelen estar enriquecidos en níquel con respecto al metal base, porque el níquel favorece la formación de austenita durante el enfriamiento de la soldadura. El níquel adicional ayuda a compensar el efecto promotor de la ferrita que ejerce la rápida extracción de calor y produce un equilibrio del metal de soldadura más próximo al intervalo especificado. Sin embargo, la clasificación exacta del consumible depende del grado del material base, el proceso de soldadura, el entorno de servicio y el código de cualificación aplicable. Para tuberías duplex soldadas por fusión eléctrica, ASTM A928/A928M identifica UNS S32205 en las especificaciones de producto de referencia para tuberías duplex 2205 y exige metal de aporte. La soldadura autógena puede ser más difícil de equilibrar porque elimina el ajuste composicional proporcionado por un metal de aporte que contenga níquel. La soldadura por arco de tungsteno con gas, la soldadura por arco metálico con gas, la soldadura por arco metálico protegido, la soldadura por arco sumergido y otros procesos imponen diferentes condiciones de dilución y enfriamiento. El gas de protección también es importante. Los gases de protección o de respaldo que contienen nitrógeno pueden afectar la retención de nitrógeno en el metal de soldadura, mientras que una protección deficiente puede causar oxidación, pérdida de nitrógeno y una constitución de fases menos predecible. Tanto el tratamiento de la soldadura de aceros inoxidables del ASM Handbook como las directrices técnicas de Outokumpu presentan la selección del metal de aporte, la protección gaseosa, el aporte térmico y la preparación de la junta como variables interrelacionadas. Una soldadura que contenga las cantidades nominales de cromo y molibdeno aún puede incumplir los requisitos de corrosión o mecánicos si la distribución de ferrita y austenita no es adecuada. Las regiones ricas en ferrita pueden presentar una tenacidad al impacto reducida y menor resistencia a la corrosión localizada cuando la fracción de austenita es insuficiente. Las regiones ricas en austenita tampoco son automáticamente inocuas: la segregación química, las inclusiones y la exposición térmica pueden crear diferencias locales en el comportamiento frente a la corrosión por picadura o por resquicios. El examen del metal de soldadura debe evaluar tanto la morfología como el porcentaje. Las microestructuras duplex atacadas metalográficamente suelen mostrar regiones austeníticas alargadas y laminares dentro de una matriz ferrítica, aunque la solidificación de la soldadura puede producir formas menos regulares que las de una chapa laminada. #### No suponga que el precalentamiento es beneficioso El precalentamiento puede ralentizar el enfriamiento del acero inoxidable dúplex y aumentar la exposición a intervalos de temperatura sensibles a la precipitación de fases sigma, chi, nitruros u otras fases. Utilice únicamente el procedimiento de soldadura específico del grado y los límites aprobados de temperatura entre pasadas. ### Zonas afectadas térmicamente y control del enfriamiento #### El nitrógeno requiere control del proceso El nitrógeno favorece la formación de austenita, la resistencia mecánica y la resistencia a la picadura, pero una protección gaseosa inadecuada, un enfriamiento rápido o regiones localmente ferríticas pueden promover la formación de porosidad o nitruros. La zona afectada térmicamente (ZAT) no se funde, pero puede experimentar un cambio de fase más severo que el metal de soldadura. Cerca del límite de fusión, el metal base puede calentarse hasta alcanzar un campo predominantemente ferrítico. La austenita se disuelve o queda ampliamente separada, y debe formarse nueva austenita durante el enfriamiento posterior. Una velocidad de enfriamiento elevada deja menos tiempo para esa transformación y produce una ZAT rica en ferrita. Esta condición puede reducir la tenacidad y perjudicar la resistencia a la corrosión localizada, especialmente en secciones gruesas o grados con alto contenido de aleantes. El aporte térmico es la principal variable del proceso utilizada para gestionar ese ciclo térmico, pero no es un número aislado. La energía del arco, la velocidad de avance, el espesor de la placa, la geometría de la junta, la extracción de calor y la temperatura entre pasadas determinan conjuntamente el tiempo de permanencia en las temperaturas de transformación y precipitación. Un aporte térmico demasiado bajo puede producir un enfriamiento rápido y un exceso de ferrita. Un aporte térmico demasiado alto, un tamaño excesivo del cordón o una temperatura entre pasadas elevada pueden ralentizar el enfriamiento y exponer la junta a la precipitación de sigma (σ), chi (χ), nitruro de cromo u otras fases perjudiciales. Las fases sigma y chi son intermetálicos ricos en cromo y molibdeno; su formación empobrece la ferrita circundante en elementos que proporcionan resistencia a la corrosión y puede reducir considerablemente la tenacidad. El objetivo práctico es establecer una ventana térmica controlada. Los procedimientos de soldadura suelen limitar el aporte térmico y la temperatura entre pasadas, utilizar cordones rectos en lugar de un oscilado innecesariamente amplio y secuenciar las pasadas para evitar el calentamiento acumulativo. Las secciones delgadas pueden enfriarse con suficiente rapidez como para requerir un aporte térmico máximo permitido más elevado, mientras que las secciones pesadas pueden retener el calor y exigir un control más estricto. El precalentamiento no es un remedio universal y puede estar restringido porque ralentiza el enfriamiento y aumenta la exposición a la precipitación. Los intervalos exactos de aporte térmico, los límites de temperatura entre pasadas, los requisitos de protección gaseosa y las temperaturas de las pasadas deben tomarse del procedimiento de soldadura específico del grado y de la norma de producto o fabricación aplicable. La velocidad de enfriamiento también interactúa con el nitrógeno. El nitrógeno estabiliza la austenita y es importante en muchas composiciones duplex modernas, pero el comportamiento del nitrógeno en el metal de soldadura y la ZAT depende de la protección gaseosa, el espesor de la placa y las condiciones del proceso. El mismo metal de aporte nominal puede producir diferentes equilibrios de fases en una pasada de raíz, una pasada de acabado y una zona reparada, porque la dilución y la disipación de calor son distintas. Las herramientas de predicción de fases, incluidos los enfoques basados en los diagramas de Schaeffler, WRC y de constitución, pueden indicar la tendencia probable hacia la ferrita, pero no sustituyen la cualificación metalográfica. Los cálculos termodinámicos pueden predecir las fases de equilibrio y los intervalos de precipitación; no pueden reproducir completamente la historia térmica transitoria de una soldadura multipasada. ### Recocido de solubilización, temple y evaluación posterior a la soldadura El recocido de solubilización se utiliza cuando el proceso de fabricación o la exposición térmica han producido un equilibrio de fases o una condición de precipitados inaceptables. El calentamiento disuelve los nitruros de cromo y las fases intermetálicas y restituye los elementos de aleación a la matriz, siempre que el tratamiento alcance durante el tiempo suficiente el intervalo de tratamiento de solubilización especificado para el grado. A continuación, el componente se enfría rápidamente, normalmente mediante temple en agua, para evitar que las fases perjudiciales vuelvan a formarse al atravesar temperaturas intermedias. Este es un concepto, no una receta universal: la temperatura exacta, el tiempo de mantenimiento, las reglas relativas al espesor de la sección, el medio de temple y la práctica de enfriamiento permitida deben proceder de la designación del grado y de la norma del producto. El tratamiento de solubilización posterior a la soldadura no siempre es práctico para un recipiente grande fabricado, un conjunto de tuberías o una reparación en campo. También puede introducir deformación y tensiones residuales. Por esta razón, la cualificación del procedimiento debe prevenir la precipitación en lugar de suponer que un tratamiento térmico posterior la corregirá. Cuando se especifica un recocido de solubilización, todas las regiones pertinentes del metal de soldadura y de la ZAT deben recibir el tratamiento; un ciclo térmico superficial o incompleto puede dejar intacta la precipitación local de sigma, chi o nitruros. La evaluación normalmente combina la inspección visual y los ensayos no destructivos con controles metalográficos y relacionados con la corrosión, adecuados para el servicio. El contenido de ferrita puede medirse mediante instrumentos magnéticos calibrados o análisis de imágenes, pero el método de medición, la ubicación del muestreo y el intervalo de aceptación deben definirse en la especificación aplicable. Una sola lectura superficial no puede describir una junta multipasada. Pueden tomarse cortes transversales a través de la raíz, el límite de fusión, el acabado y la ZAT para identificar zonas ricas en ferrita, la morfología de la austenita, la porosidad, las grietas y los precipitados. La norma ISO 17781, identificada por el Comité Técnico 67 de ISO en 2024, especifica métodos de ensayo para el control de calidad de la microestructura duplex en aplicaciones petrolíferas y de gas natural. Dependiendo del contrato y del grado, la evaluación también puede incluir ensayos de impacto, dureza, tracción, temperatura crítica de picadura y examen de fases intermetálicas. Estos controles relacionan la microestructura con los requisitos de servicio: el equilibrio ferrita–austenita afecta a la resistencia y a la respuesta a la fatiga, mientras que una composición rica en cromo, molibdeno y nitrógeno solo resulta eficaz cuando la soldadura no ha creado regiones localmente empobrecidas o contaminadas por precipitados. El ASM Handbook, las normas de producto de ASTM International y el código de fabricación aplicable deben consultarse conjuntamente, porque la soldabilidad se establece mediante la especificación combinada del material, el procedimiento cualificado y las evidencias posteriores a la soldadura. ## Fabricación, conformado e inspección El acero inoxidable dúplex no se fabrica como si fuera un acero inoxidable ferrítico o austenítico convencional. Su composición química de cromo, níquel, molibdeno y hierro está equilibrada para producir aproximadamente un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita, según lo informado por World Stainless y el International Stainless Steel Forum en 2024. Este equilibrio proporciona combinaciones útiles de resistencia mecánica, resistencia a la corrosión por cloruros, tenacidad y comportamiento frente a la fatiga, pero puede modificarse durante el conformado, el calentamiento, la soldadura y el enfriamiento. Por tanto, el control de la fabricación debe abarcar tanto las dimensiones como la constitución de fases. ### Trabajo en caliente y en frío El trabajo en caliente se realiza normalmente dentro de un intervalo de temperatura en el que la ferrita y la austenita se deforman conjuntamente sin una precipitación excesiva. A una temperatura demasiado baja, la ferrita puede soportar una mayor parte de la deformación mientras que la austenita se adapta peor; a una temperatura demasiado alta, aumentan las probabilidades de crecimiento de grano y de reacciones intermetálicas indeseables. Los límites exactos dependen del grado, el tamaño de la sección, la microestructura inicial y las prácticas de laminación. Puede ser necesario realizar posteriormente un tratamiento de recocido de solubilización para restablecer una distribución de fases más uniforme y disolver los precipitados perjudiciales. El enfriamiento posterior al conformado en caliente es importante. Un enfriamiento lento a través de intervalos de temperatura favorables a la fase sigma, la fase chi, los nitruros de cromo u otros constituyentes secundarios puede reducir la tenacidad y la resistencia a la corrosión localizada. Después del recocido de solubilización suele especificarse un enfriamiento con agua para determinadas formas de producto, pero el tratamiento prescrito debe ajustarse a la norma del producto y a los requisitos del grado, en lugar de seguir una receta dúplex genérica. Las secciones gruesas se enfrían a velocidades diferentes en el centro y en la superficie, por lo que un examen superficial por sí solo no puede establecer el estado de todo el componente. El conformado en frío plantea preocupaciones diferentes. Los grados dúplex suelen tener un límite elástico superior al de los grados austeníticos comunes, y ambas fases contribuyen a un endurecimiento por deformación considerable. Como consecuencia, pueden requerirse mayores fuerzas de conformado y producirse una recuperación elástica más acusada y cargas mayores sobre las herramientas. El componente conformado también puede conservar tensiones residuales apreciables, especialmente después de un doblado asimétrico, un dimensionado en frío o un enderezado localizado. La recuperación elástica varía con la dirección de laminación, el espesor, la temperatura y la reducción previa; por tanto, las dimensiones deben comprobarse después de retirar la carga, en lugar de deducirse de la geometría de la herramienta. La reducción en frío también modifica la textura cristalográfica y puede producir un comportamiento mecánico direccional. La ferrita y la austenita no desarrollan texturas ni respuestas a la deformación idénticas. En un conformado intenso, la deformación local de las fases, la transferencia del deslizamiento y los gradientes de tensiones residuales pueden afectar al inicio de la fatiga o a la distorsión durante una soldadura posterior. El recocido intermedio puede reducir la deformación acumulada, aunque cada ciclo térmico adicional crea otra oportunidad para el crecimiento de grano o la transformación de fases. Las sobremedidas de mecanizado, los radios de doblado y las secuencias de conformado deben establecerse mediante ensayos cualificados para la forma de producto específica. Las agrupaciones habituales de grados ayudan a encuadrar el problema, pero no sustituyen a una especificación. En 2024, World Stainless clasificó los grados dúplex pobres en aleantes con un PREN de 22–27, los grados dúplex estándar con un PREN de 28–38, los grados superdúplex con un PREN de 39–45 y los grados hiperdúplex con un PREN superior a 45. El PREN es una convención para indexar la resistencia a la corrosión, no una predicción completa de la corrosión por picadura, la corrosión en hendiduras, el comportamiento de la soldadura o la vida útil en servicio. El grado 2205 se denomina habitualmente dúplex 22Cr, mientras que 2507 y 4501 son grados superdúplex 25Cr, según la clasificación de familias de aceros inoxidables de Outokumpu de 2020. Los distintos sistemas de clasificación pueden situar los grados en límites diferentes. ### Variables de mecanizado y fabricación El mecanizado del acero inoxidable dúplex requiere prestar atención al endurecimiento por deformación. Una herramienta que roza, permanece detenida o realiza un corte interrumpido poco profundo puede dejar una capa endurecida que resulta más difícil de eliminar en la pasada siguiente. Un calor excesivo también puede aumentar la distorsión y reducir la vida útil de la herramienta. La respuesta práctica no consiste en aplicar velocidades de corte universales sin respaldo técnico, sino en mantener un corte estable y suficientemente engranado, utilizar un amarre rígido, controlar el calor y seleccionar las herramientas y las condiciones del refrigerante mediante ensayos de mecanizado cualificados. Las herramientas afiladas, una evacuación adecuada de las virutas y la evitación de pasadas repetidas sobre una superficie endurecida por deformación son especialmente importantes. La resistencia del material afecta a los equipos de taladrado, roscado, aserrado y conformado. El amarre debe impedir las vibraciones sin crear abolladuras locales ni tensiones residuales excesivas. La preparación de los bordes debe evitar capas arrastradas y sometidas a un intenso trabajo en frío que puedan complicar la soldadura o el examen superficial. La contaminación abrasiva procedente de herramientas de acero al carbono puede iniciar manchas de oxidación o comprometer la superficie inoxidable prevista; por tanto, se necesitan herramientas específicas y prácticas controladas en el taller. La soldadura afecta directamente al equilibrio de fases. La zona de fusión y la zona afectada térmicamente experimentan ciclos térmicos diferentes, y la composición química del metal de soldadura puede no coincidir con la del metal base. Un aporte térmico excesivo o una temperatura elevada entre pasadas pueden favorecer la formación de regiones ricas en ferrita, el engrosamiento de grano o la precipitación intermetálica; un enfriamiento muy rápido puede dejar un exceso de ferrita y reducir la formación de austenita. La selección del material de aporte, la protección gaseosa, la sujeción de la unión, el control de la temperatura entre pasadas y la limpieza posterior a la soldadura son factores relevantes. El procedimiento de soldadura debe cualificarse para el grado, el espesor, el diseño de la unión y el entorno de servicio. Las tuberías dúplex soldadas por fusión eléctrica con metal de aporte están contempladas en ASTM A928/A928M; ASTM International identifica UNS S32205 como correspondiente al grado dúplex 2205 en las especificaciones de producto citadas. Esta designación, por sí sola, no demuestra que la microestructura de la soldadura sea aceptable. El tratamiento térmico, el contenido de ferrita, los ensayos de corrosión, las propiedades de tracción y el examen no destructivo siguen estando sujetos a los requisitos aplicables de compra y del producto. Métodos complementarios utilizados para evaluar productos y soldaduras de acero inoxidable dúplex. | Método de inspección | Lo que puede revelar | |---|---| | Metalografía | Morfología de las fases, equilibrio de fases y precipitados | | Medición de ferrita | Fracción local aproximada de ferrita | | Ensayo de dureza | Indicios de endurecimiento o fragilización | | Ensayo de impacto | Tenacidad a la entalla después del procesamiento o envejecimiento | | Ensayo de corrosión | Respuesta a la corrosión localizada en condiciones especificadas | | Examen radiográfico o ultrasónico | Discontinuidades internas y defectos de soldadura | ### Examen microestructural y control de aceptación El examen metalográfico comienza con un muestreo representativo. Se monta, desbasta, pule y ataca una sección para poder distinguir las regiones ferríticas y austeníticas. Las estructuras dúplex suelen mostrar ferrita y austenita alargadas, bandeadas o laminares después de la laminación, aunque el aspecto cambia con el recocido, la orientación de la sección y el reactivo de ataque. El examen debe incluir las ubicaciones longitudinal, transversal y a través del espesor que sean pertinentes cuando puedan existir segregación, efectos de la soldadura o diferencias de enfriamiento entre la superficie y el centro. La evaluación del equilibrio de fases puede realizarse mediante análisis de imágenes calibrado, mediciones con ferritscopio, métodos magnéticos o metalografía cuantitativa. Cada método tiene limitaciones. Las mediciones magnéticas responden principalmente a la ferrita y pueden verse afectadas por la geometría, el estado superficial, la calibración y la composición local; el análisis de imágenes depende de la preparación, el ataque, la selección del umbral y el muestreo. Un porcentaje de ferrita comunicado solo es significativo cuando se definen el método, la ubicación, el aumento y el intervalo de aceptación. La inspección también debe buscar fase sigma, fase chi, nitruros de cromo, óxidos, huecos y otras discontinuidades. Estos constituyentes pueden consumir cromo o molibdeno de la matriz circundante, reduciendo la resistencia crítica a la corrosión por picadura y en hendiduras, incluso cuando el análisis químico global cumple el requisito del grado. Los ensayos mecánicos, los ensayos de impacto cuando se especifiquen, los ensayos de corrosión, las comprobaciones de dureza, la inspección dimensional y el examen radiográfico o ultrasónico pueden combinarse con la metalografía. Los componentes sensibles a la fatiga requieren especial atención en los pies de soldadura, los defectos superficiales, las tensiones residuales y el desequilibrio local de fases. ASTM A928/A928M abarca las tuberías de acero inoxidable dúplex soldadas por fusión eléctrica fabricadas con metal de aporte. Strong evidence ISO 17781 es la principal referencia de control de calidad para la microestructura dúplex en aplicaciones petrolíferas y de gas natural. El Comité Técnico 67 de ISO declara que especifica métodos de ensayo para el control de calidad de la microestructura de los aceros inoxidables ferríticos/austeníticos, o dúplex. No sustituye al grado del material, al procedimiento de soldadura ni a los criterios de aceptación del proyecto. Su valor reside en que hace más coherentes el examen y la evaluación entre productos y proveedores. En la fabricación dúplex, un certificado de composición química nominal es solo una parte del control; el componente terminado también debe demostrar que el historial térmico y el procesamiento han producido la estructura requerida. ## Normas de producto y ASTM A928/A928M El acero inoxidable dúplex no es una designación de material única. Describe una familia de aleaciones de cromo–níquel–molibdeno–hierro cuya estructura prevista contiene fracciones volumétricas aproximadamente iguales de ferrita y austenita. World Stainless/International Stainless Steel Forum informó que la proporción habitualmente buscada era de aproximadamente 50 % de ferrita y 50 % de austenita en su panorama de 2024 sobre los aceros inoxidables dúplex. Sin embargo, esa proporción depende de la composición química y del procesamiento. El nitrógeno, el níquel, el cromo, el molibdeno, la temperatura de recocido de solubilización, los ciclos térmicos de soldadura y la velocidad de enfriamiento influyen en el equilibrio final de fases. ASTM A928/A928M aborda una forma de producto y una ruta de fabricación específicas: tuberías de acero inoxidable ferrítico/austenítico, o dúplex, fabricadas mediante soldadura por fusión eléctrica con adición de metal de aporte. Por lo tanto, no es una especificación general para todos los productos dúplex. Las tuberías sin soldadura, las tuberías soldadas sin metal de aporte añadido, las chapas, las piezas forjadas, los accesorios y las barras están comprendidos en otras especificaciones de producto, cada una con su propia designación, disposiciones de tratamiento térmico, ensayos y criterios de aceptación. La distinción es importante porque el nombre de un grado no establece por sí solo los requisitos completos de inspección. UNS S32205 identifica una composición de aleación dentro del Unified Numbering System. «2205» es un nombre de grado ampliamente utilizado para la misma familia dúplex general, y ASTM A928/A928M hace referencia a UNS S32205 como correspondiente al grado dúplex 2205 en las especificaciones de producto citadas, según consta en la edición de 2009 de ASTM International. No obstante, un requisito de compra o fabricación debe identificar la norma de producto aplicable, la norma dimensional, la edición, el procedimiento de soldadura, el tratamiento térmico, los exámenes, la frecuencia de los ensayos y los criterios de aceptación. ### Tubería dúplex soldada por fusión eléctrica En la soldadura por fusión eléctrica, la tubería se conforma a partir de fleje o chapa y la costura longitudinal se une mediante un proceso de fusión. Se añade metal de aporte a la unión, en lugar de depender únicamente de la fusión de los bordes del material base. ASTM A928/A928M establece requisitos para esta categoría de tuberías dúplex, incluidas disposiciones relacionadas con el grado especificado, las dimensiones, el estado de fabricación, la calidad de la soldadura y los ensayos. La designación ASTM «A928/A928M» también indica que la especificación se publica en unidades pulgada-libra y unidades del SI; el sistema de unidades seleccionado debe aplicarse de manera coherente cuando la norma establezca valores diferentes. El estado ferrítico–austenítico de la tubería no puede inferirse únicamente del contenido nominal de cromo o níquel. Un depósito de metal de soldadura puede solidificarse con una estructura rica en ferrita y formar austenita durante el enfriamiento, mientras que la zona afectada por el calor experimenta un historial térmico diferente. Un exceso de ferrita puede reducir la tenacidad y perjudicar la resistencia a la corrosión localizada. Un exceso de austenita puede reducir la resistencia asociada a la estructura dúplex y puede reflejar una aleación o un ciclo térmico fuera del intervalo de control previsto. Por este motivo, el recocido de solubilización y el enfriamiento rápido son controles fundamentales para muchos productos de tubería dúplex. El tratamiento disuelve las fases intermetálicas no deseadas y restablece una estructura bifásica adecuada antes de someter la tubería a ensayo. Los procedimientos de soldadura deben controlar el aporte térmico, la temperatura entre pasadas, la protección, la calidad de la purga y la selección del metal de aporte. No puede suponerse simplemente que un procedimiento cualificado para un acero inoxidable austenítico producirá una soldadura dúplex aceptable. La microestructura atacada químicamente suele presentar regiones ferríticas y austeníticas alargadas o laminares, alineadas con el material trabajado o con el patrón de solidificación relacionado con la soldadura. La apariencia por sí sola no constituye evidencia suficiente de conformidad. El examen metalográfico, la medición de ferrita, los ensayos de corrosión, los ensayos mecánicos y el examen no destructivo responden a preguntas diferentes y no son intercambiables. ### Metal de aporte y requisitos del producto El metal de aporte añadido debe ser compatible con el grado dúplex especificado y con el procedimiento de soldadura. Su equilibrio de cromo, níquel, molibdeno y nitrógeno afecta a la formación de fases en el metal de soldadura, la resistencia a la corrosión por picadura, la resistencia mecánica y la ductilidad. Un metal de aporte seleccionado únicamente por la denominación nominal de la aleación puede ser inadecuado si la dilución, el gas de protección, el aporte térmico o el tratamiento posterior a la soldadura modifican la composición o la estructura del depósito. ASTM A928/A928M debe interpretarse como una especificación de producto, no como un catálogo de consumibles de soldadura. Establece requisitos para tuberías fabricadas mediante el proceso indicado, mientras que el procedimiento de soldadura y la clasificación del metal de aporte proporcionan controles adicionales. El requisito técnico completo puede incluir análisis químico, propiedades de tracción, límites de dureza cuando se especifiquen, ensayos hidrostáticos o ensayos no destructivos alternativos, examen visual y dimensional, examen de la soldadura y estado de tratamiento térmico. Los requisitos exactos dependen de la edición y del grado especificado; una edición anterior no debe considerarse intercambiable con una posterior. Los grados dúplex suelen agruparse mediante el número equivalente de resistencia a la corrosión por picadura, o PREN. La clasificación de 2024 de World Stainless/International Stainless Steel Forum sitúa los grados dúplex lean en PREN 22–27, los grados dúplex estándar en PREN 28–38, los grados superdúplex en PREN 39–45 y los grados hiperdúplex por encima de 45. PREN es una convención de indexación basada principalmente en el cromo, el molibdeno y el nitrógeno. Es útil para comparar familias de aleaciones, pero no constituye una garantía completa de comportamiento. La temperatura crítica de picadura, la resistencia a la corrosión en hendiduras, el estado superficial, la concentración de cloruros, la temperatura, la contaminación durante la fabricación y la microestructura de la soldadura pueden producir resultados diferentes en aleaciones con valores de PREN calculados similares. El conocido grado 2205 suele denominarse dúplex 22Cr. La descripción de 2020 de la familia de aceros inoxidables de Outokumpu identifica los grados 2507 y 4501 como grados superdúplex 25Cr. Estas denominaciones de familia ayudan a explicar la composición de la aleación, pero no sustituyen una designación UNS ni la norma de producto. «Tubería 2205» sigue siendo una designación incompleta a menos que el requisito indique qué composición 2205, forma de producto, ruta de fabricación, dimensiones, ensayos y norma de aceptación son aplicables. El control de calidad va más allá del porcentaje de ferrita. ISO 17781, identificada por el Comité Técnico 67 de ISO en 2024, especifica métodos de ensayo para el control de calidad de la microestructura de los aceros inoxidables ferríticos/austeníticos utilizados en las industrias del petróleo y del gas natural. Su relevancia es directa: los componentes dúplex pueden contener fase sigma, fase chi, nitruros de cromo u otros precipitados después de una exposición térmica inadecuada. Estas fases pueden reducir la tenacidad o empobrecer de cromo y molibdeno las zonas próximas a los límites de grano, disminuyendo la resistencia a la corrosión por picadura y en hendiduras. ### UNS S32205 dentro de las especificaciones citadas UNS S32205 es una designación de aleación, no una descripción completa del pedido. Comunica la identidad química prevista de un acero inoxidable dúplex comúnmente asociado con 2205, pero no indica si el artículo es una tubería, una chapa, un accesorio o una pieza forjada. Tampoco especifica si la tubería está soldada por fusión eléctrica, si se añadió metal de aporte, qué tratamiento térmico se aplicó o qué exámenes son obligatorios. En ASTM A928/A928M, UNS S32205 figura en relación con el grado dúplex 2205 en las especificaciones de producto citadas. Esa relación debe expresarse con precisión: S32205 identifica el grado del material, mientras que A928/A928M rige el producto de tubería específico soldado por fusión eléctrica. Por tanto, una referencia de especificación que combine ambos elementos es más informativa que cualquiera de los dos términos por separado. La misma disciplina se aplica a designaciones como dúplex lean, dúplex estándar, superdúplex e hiperdúplex. Estas categorías indican agrupaciones aproximadas de aleaciones y rangos de resistencia a la corrosión, no límites idénticos en todos los sistemas de clasificación. Las herramientas de predicción de fases, incluidos los equivalentes de cromo y níquel y los diagramas de fases computacionales, pueden orientar el control de la aleación y de la soldadura, pero la aceptación final se basa en los ensayos y requisitos indicados por la norma aplicable. ASTM A928/A928M, la edición especificada y cualquier norma de control de calidad invocada deben leerse conjuntamente. ## Aplicaciones según el entorno y el modo de fallo La selección del acero inoxidable dúplex comienza por el entorno y el modo de fallo, no por la palabra «dúplex» por sí sola. Las preguntas pertinentes son si el diseño está controlado por la corrosión por picadura causada por cloruros, la corrosión por hendiduras, el agrietamiento por tensión en presencia de sulfuros, la erosión, la fatiga, el deterioro de las soldaduras o la fragilización térmica. Un grado que funciona bien en una corriente de proceso desaireada puede ser inadecuado en una hendidura caliente, oxigenada y con cloruros. Del mismo modo, un PREN elevado no elimina la necesidad de controlar el equilibrio ferrita–austenita, el estado superficial, el procedimiento de soldadura y el tratamiento térmico. Normalmente se busca que las dos fases sean aproximadamente un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita, según lo indicado por World Stainless y el International Stainless Steel Forum en 2024. Este equilibrio combina la resistencia mecánica y la resistencia al agrietamiento por cloruros asociadas al acero inoxidable ferrítico con la tenacidad y el comportamiento frente a la corrosión general asociados al acero inoxidable austenítico. No está fijado por la designación nominal del grado. La composición de la aleación, el recocido de solubilización, la velocidad de enfriamiento, el espesor de la chapa, el conformado y la soldadura pueden modificar las proporciones de las fases o promover precipitados perjudiciales, como la fase sigma, la fase chi, los nitruros de cromo y la austenita secundaria. El PREN es útil para ordenar las familias de aleaciones según su resistencia a la picadura, pero constituye una convención de indexación y no una garantía completa del comportamiento en servicio. La clasificación de World Stainless de 2024 sitúa los grados lean dúplex en PREN 22–27, los grados dúplex estándar en PREN 28–38, los grados superdúplex en PREN 39–45 y los grados hiperdúplex por encima de PREN 45. Los distintos sistemas de clasificación no siempre utilizan límites idénticos. El grado 2205 se denomina habitualmente dúplex 22Cr; los grados 2507 y 4501 son grados superdúplex 25Cr, según la visión general de las familias de aceros inoxidables de Outokumpu publicada en 2020. ### Servicio en los sectores del petróleo, el gas y la petroquímica Los equipos de petróleo y gas natural exponen el acero inoxidable a combinaciones más exigentes que una simple prueba con agua de mar: pueden coexistir cloruros, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, oxígeno disuelto, ácidos orgánicos, alta presión, temperatura elevada y humectación intermitente en el mismo sistema. Por ello, los grados dúplex se utilizan en líneas de flujo, separadores, tuberías, válvulas, componentes de intercambiadores de calor, elementos de umbilicales, depuradores y recipientes de proceso, donde deben considerarse conjuntamente la resistencia mecánica, la resistencia a los cloruros y la resistencia al agrietamiento relacionado con los sulfuros. Las aleaciones lean dúplex pueden reducir el contenido de níquel y molibdeno manteniendo una estructura bifásica, pero su intervalo de PREN más bajo no las hace intercambiables con los grados dúplex estándar. Pueden ser adecuadas para corrientes de proceso menos agresivas, tuberías estructurales o equipos en los que se controlen la concentración de cloruros y la temperatura. El dúplex estándar, en particular el material 22Cr como UNS S32205, suele evaluarse para tuberías generales de proceso y componentes que contienen presión. ASTM A928/A928M identifica UNS S32205 como correspondiente al grado dúplex 2205 en las especificaciones de producto citadas y contempla tuberías dúplex soldadas por fusión eléctrica con metal de aportación. El metal de aportación es importante: un depósito de soldadura seleccionado incorrectamente o diluido puede dejar un equilibrio de fases desfavorable o reducir la resistencia local a la corrosión. Los grados superdúplex, como 2507 y 4501, se consideran cuando la exposición a cloruros calientes, el servicio en medios agrios o una elevada carga mecánica aumentan el margen requerido frente a la picadura, la corrosión por hendiduras y el agrietamiento por corrosión bajo tensión. Los grados hiperdúplex llevan el contenido de elementos de aleación aún más lejos, generalmente mediante mayores concentraciones de cromo, molibdeno y nitrógeno, pero este aumento también estrecha el margen de control durante la fabricación. Una mayor cantidad de elementos de aleación no sustituye a un procedimiento de soldadura y tratamiento térmico cualificado. El control de calidad en las instalaciones de petróleo y gas natural tiene una dimensión microestructural específica. ISO 17781, publicada a través del Comité Técnico 67 de ISO, especifica métodos de ensayo para el control de calidad de la microestructura de los aceros inoxidables ferríticos/austeníticos, o dúplex, utilizados en las industrias del petróleo y el gas natural. Aborda el examen del equilibrio de fases y de las fases intermetálicas perjudiciales, en lugar de considerar que el nombre del producto demuestra por sí mismo su idoneidad. Esta distinción es importante después de la soldadura, la soldadura de reparación, el recocido de solubilización o la exposición a un intervalo de temperaturas en el que puedan formarse las fases sigma o chi. El sulfuro de hidrógeno introduce otra vía de fallo. Las zonas duras y frágiles, el exceso de ferrita, el empobrecimiento local de cromo y los defectos de soldadura pueden aumentar la susceptibilidad al agrietamiento por tensión en presencia de sulfuros o al agrietamiento asistido por hidrógeno. Por tanto, la revisión del diseño combina la cualificación del material con el control de la dureza, los requisitos para servicio en medios agrios, la cualificación del procedimiento de soldadura, los ensayos no destructivos y la inspección de las zonas afectadas térmicamente. La fatiga sigue siendo un problema independiente. La resistencia del dúplex no elimina el daño por fatiga causado por los ciclos de presión, las vibraciones, los pies de soldadura o las picaduras de corrosión; el acabado superficial y la geometría de la soldadura pueden controlar la vida útil más intensamente que el PREN nominal. ### Entornos marinos, de desalación y con presencia de cloruros El agua de mar y las salmueras sitúan la picadura y la corrosión por hendiduras en el centro de la selección de materiales. Los iones cloruro se concentran bajo juntas, depósitos, abrazaderas, caras de brida y películas de líquido estancado. La temperatura, el contenido de oxígeno, la velocidad de flujo, los depósitos y el acoplamiento catódico con otras aleaciones pueden modificar sustancialmente las condiciones electroquímicas locales. La comparación del PREN ayuda a realizar una selección preliminar de los grados candidatos, pero no puede predecir todas las geometrías de hendidura ni tener plenamente en cuenta el estado de la soldadura y la contaminación superficial. Los grados lean dúplex pueden ser adecuados cuando la concentración de cloruros, la temperatura y el estancamiento son limitados, incluidos algunos tanques, elementos estructurales y sistemas auxiliares. Los grados dúplex estándar se utilizan en numerosas estructuras marinas, tuberías de agua de mar, sistemas de agua de refrigeración y equipos de desalación, pero el diseño debe distinguir entre agua en flujo continuo y salmuera estancada. Los grados superdúplex e hiperdúplex pueden seleccionarse para servicios severos con agua de mar, componentes de ósmosis inversa de alta presión, piezas de bombas y válvulas o corrientes concentradas de cloruros. No existe una correspondencia universal entre grado y aplicación: un mismo sistema de agua de mar puede requerir aleaciones diferentes para una hendidura aireada, un tramo de tubería soldado, una frontera sometida a presión y un componente giratorio. Las plantas de desalación también imponen erosión, abrasión y ciclos térmicos. Una velocidad elevada puede eliminar las películas protectoras, mientras que los sólidos en suspensión dañan las superficies y dejan expuesto metal nuevo. La oxidación de las soldaduras, la coloración térmica y la contaminación por hierro pueden crear puntos de iniciación incluso cuando la aleación base tiene un alto contenido de cromo y molibdeno. Por tanto, el decapado, la limpieza mecánica, el enjuague y el control de la protección gaseosa de la soldadura forman parte de la prevención de la corrosión, y no son un acabado meramente estético. La austenita es importante para la tenacidad y la ductilidad a baja temperatura, mientras que la ferrita contribuye a la resistencia mecánica y a la resistencia al agrietamiento inducido por cloruros. Un exceso de ferrita puede reducir la tenacidad y la resistencia a la corrosión; un exceso de austenita puede disminuir la resistencia mecánica y modificar la distribución del nitrógeno. Un enfriamiento demasiado lento a través de temperaturas intermedias favorece la precipitación de las fases sigma y chi. En cambio, un enfriamiento excesivamente rápido después de algunas operaciones de fabricación puede dejar un exceso de ferrita o defectos relacionados con el nitrógeno. El tratamiento térmico de solubilización y el enfriamiento rápido deben ajustarse al espesor de la sección y a la composición del grado. ### Aplicaciones estructurales, de proceso y energéticas En las aplicaciones estructurales, el acero dúplex se selecciona cuando deben considerarse simultáneamente la reducción del espesor de la sección, el alto límite elástico, la exposición a la corrosión o las exigencias de inspección durante el ciclo de vida. Los puentes, las estructuras de soporte marinas, los tanques de almacenamiento, los elementos arquitectónicos y los elementos de fijación pueden beneficiarse de la combinación ferrítico–austenítica, pero el pandeo, el diseño de las uniones, la fatiga de las soldaduras, la exposición al fuego y la dilatación térmica diferencial siguen rigiendo los cálculos de ingeniería. Un límite elástico más alto no permite automáticamente una construcción más delgada cuando la fatiga o la inestabilidad local son los factores determinantes. Los equipos de proceso y energía añaden restricciones térmicas y mecánicas. Los grados dúplex aparecen en intercambiadores de calor, recipientes a presión, equipos para gases de combustión, plantas de biomasa, componentes hidroeléctricos, condensadores y sistemas auxiliares nucleares o de combustibles fósiles. El intervalo de servicio debe excluir las temperaturas que causen fragilización o precipitación durante el funcionamiento. Los ciclos térmicos repetidos pueden combinarse con las tensiones residuales de soldadura y las fluctuaciones de presión, produciendo grietas por fatiga en boquillas, soportes y soldaduras de elementos de unión. El historial de fabricación suele ser la variable decisiva. El conformado en frío aumenta la resistencia mecánica, pero puede modificar las tensiones residuales; el conformado en caliente y el calentamiento para reparaciones pueden alterar el equilibrio de fases; la soldadura modifica la relación ferrita–austenita en todo el metal de soldadura y la zona afectada térmicamente. Los diagramas de predicción de fases y los cálculos termodinámicos ayudan a establecer la composición de la aleación y los objetivos de enfriamiento, mientras que la metalografía y los ensayos de corrosión verifican el resultado. Los requisitos de producto de ASTM definen la composición, las dimensiones y los ensayos mecánicos para determinadas formas, pero las especificaciones del proyecto pueden añadir límites de ferrita, exámenes de fases intermetálicas, ensayos de impacto, cualificación de soldaduras o ensayos de corrosión. La regla práctica es directa: seleccionar la familia frente al modo de fallo determinante y, a continuación, cualificar el producto real y la ruta de fabricación. Los grados lean, estándar, superdúplex e hiperdúplex ocupan distintos intervalos de composición y PREN, pero ninguno constituye una respuesta universal para la corrosión por cloruros, la fatiga, el servicio en medios agrios o el funcionamiento a temperatura elevada. El control de las fases forma parte de la especificación del material; no es una consideración secundaria. ## Cómo seleccionar y especificar un acero inoxidable dúplex ### Definir el entorno y las consecuencias de la falla La selección comienza con el entorno de servicio, no con la palabra «dúplex» en una lista de materiales. Registre la temperatura y sus ciclos, la concentración de cloruros, la acidez, las especies oxidantes, el oxígeno disuelto, la presión, la velocidad de flujo, los sólidos y la exposición al agua de mar o a productos químicos de proceso. Identifique también si el componente estará sometido a tensiones de tracción, tensiones térmicas, cargas cíclicas, vibraciones, erosión o condiciones de hendidura bajo depósitos, juntas, abrazaderas y aditamentos soldados. Estos datos determinan qué mecanismos de degradación requieren calificación. El agua que contiene cloruros puede causar picadura y corrosión por hendiduras; las soluciones ácidas y reductoras pueden producir corrosión general o daños relacionados con sulfuros; los ácidos oxidantes pueden modificar la respuesta frente a la corrosión en otra dirección. Los servicios que contienen hidrógeno requieren una consideración independiente del agrietamiento ambiental. Un recipiente a presión, un colector submarino, un tubo de intercambiador de calor, la carcasa de una bomba y una barandilla arquitectónica no tienen las mismas consecuencias en caso de falla, aunque su entorno nominal de corrosión parezca similar. Establezca la categoría de consecuencias antes de elegir un grado. Una fuga en una línea auxiliar de baja presión puede provocar una parada y tareas de limpieza, mientras que la pérdida de contención en un sistema de hidrocarburos de alta presión o de servicio con gas ácido puede crear riesgos inmediatos para la seguridad. Por tanto, la especificación debe indicar las velocidades de corrosión admisibles, los intervalos de inspección, las hipótesis de fuga antes de rotura cuando sean aplicables, la vida de diseño a fatiga y si la corrosión localizada es aceptable en cualquier medida. «Resistente a la corrosión» no es un criterio de aceptación cuantificable. Los aceros inoxidables dúplex son aleaciones de cromo–níquel–molibdeno–hierro diseñadas para obtener fracciones volumétricas aproximadamente iguales de ferrita y austenita. World Stainless y el International Stainless Steel Forum informaron de aproximadamente un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita en 2024. Esta estructura combina el mayor límite elástico y la resistencia a la corrosión bajo tensión por cloruros asociados con los aceros inoxidables ferríticos, con gran parte de la tenacidad y del comportamiento frente a la corrosión asociados con los aceros inoxidables austeníticos. El equilibrio no está garantizado únicamente por la designación del grado. La composición química, el espesor de la chapa o del tubo, el recocido de solubilización, el aporte térmico de soldadura, la temperatura entre pasadas y la velocidad de enfriamiento pueden modificarlo. El PREN proporciona una comparación inicial de la resistencia a la corrosión localizada. Una expresión de uso frecuente es PREN = %Cr + 3,3(%Mo) + 16(%N), aunque las ecuaciones publicadas y las interpretaciones específicas de cada aleación difieren. La clasificación de World Stainless de 2024 sitúa los grados dúplex magros en PREN 22–27, los grados dúplex estándar en PREN 28–38, los grados súper dúplex en PREN 39–45 y los grados híper dúplex por encima de 45. Se trata de convenciones de indexación, no de garantías completas de comportamiento. El PREN no tiene plenamente en cuenta el estado superficial, las inclusiones, las zonas soldadas, las hendiduras, la temperatura, el pH, la actividad de los cloruros ni los defectos de fabricación. ### Compatibilizar el grado, la forma del producto y la ruta de fabricación Utilice la clasificación ambiental para establecer una familia de grados y, a continuación, confirme que el grado seleccionado está permitido para la forma del producto y el código de servicio. Los grados dúplex ordinarios y dúplex magros suelen estar destinados a entornos con cloruros menos exigentes o a situaciones en las que sean aceptables contenidos reducidos de níquel y molibdeno. Los grados dúplex estándar incluyen la familia 22Cr, ampliamente especificada. El grado 2205 se denomina habitualmente dúplex 22Cr; ASTM A928/A928M identifica UNS S32205 como correspondiente al grado dúplex 2205 en el contexto de producto al que hace referencia. Los grados súper dúplex suelen incluir aleaciones 25Cr, como 2507 y 4501. Las aleaciones híper dúplex llevan más lejos el diseño basado en cromo, molibdeno y nitrógeno, pero sus requisitos de calificación siguen dependiendo de la aplicación. Los límites de clasificación no son idénticos en todos los sistemas técnicos, por lo que la norma aplicable debe regir la terminología. No transfiera directamente una especificación de chapa a un tubo soldado, una pieza forjada, una pieza fundida, una barra o un tubo sin comprobar el documento pertinente. La forma del producto modifica el espesor de la sección, el estado superficial, la respuesta al tratamiento térmico, las tolerancias dimensionales y el número y tipo de ensayos requeridos. Para tubos dúplex soldados por fusión eléctrica con metal de aportación, especifique ASTM A928/A928M e identifique UNS S32205 cuando se requiera ese grado; el documento de compra o fabricación también debe indicar la clasificación del metal de aportación de soldadura, el tratamiento de solubilización, el examen no destructivo, el ensayo hidrostático o de fugas y los criterios de aceptación. La ruta de fabricación merece la misma atención. Normalmente, los aceros inoxidables dúplex se someten a un recocido de solubilización y se enfrían rápidamente para conservar la estructura prevista de ferrita–austenita. Un tiempo excesivo en intervalos de temperatura intermedios puede formar fase sigma, fase chi, nitruros de cromo u otros precipitados. Las fases sigma y chi consumen cromo y molibdeno de la matriz circundante y pueden reducir considerablemente la tenacidad y la resistencia a la corrosión localizada. La formación de nitruros es especialmente relevante en las regiones ricas en ferrita y en las zonas afectadas térmicamente. El procedimiento de soldadura debe controlar el aporte térmico, la energía del arco, la temperatura entre pasadas, la protección gaseosa, la calidad de la purga, la preparación de la junta y la selección del metal de aportación. Un enfriamiento demasiado rápido puede dejar un exceso de ferrita y reducir la formación de austenita; un enfriamiento demasiado lento o una exposición térmica repetida puede favorecer la precipitación perjudicial. Por tanto, la calificación del procedimiento de soldadura debe representar el espesor de producción, el diseño de la junta, el proceso de soldadura, la posición, el consumible, el gas de protección y la práctica de reparación. El tratamiento térmico posterior a la soldadura no es una solución universal: el tratamiento de solubilización especificado, el intervalo de temperatura, el tiempo de mantenimiento y el temple deben ser adecuados para la aleación y la geometría del componente, y algunos conjuntos fabricados no pueden tratarse sin provocar distorsión o daños dimensionales. La especificación mecánica también depende de la aplicación. Los grados dúplex suelen ofrecer un límite elástico superior al de los grados austeníticos comunes, lo que permite reducir el espesor de la sección en algunos diseños, pero la resistencia varía según la forma del producto y la dirección del ensayo. La tenacidad puede disminuir si el contenido de ferrita es excesivo o si se forman fases intermetálicas. El comportamiento a fatiga depende en gran medida de la geometría de la soldadura, el acabado superficial, las tensiones residuales, la tensión media, la exposición a la corrosión y la calidad de la inspección. Un resultado de fatiga favorable obtenido en metal base liso no puede calificar una boquilla o un aditamento en estado soldado. ### Verificar el equilibrio de fases, los ensayos de corrosión y las normas La especificación final debe exigir pruebas y no inferir la microestructura a partir de la composición química. Las herramientas de predicción de fases, los diagramas de tipo Schaeffler o DeLong, los cálculos termodinámicos y los modelos de soldadura específicos para cada aleación pueden ayudar a anticipar el contenido de ferrita, pero no sustituyen la medición. El material dúplex atacado metalográficamente suele mostrar regiones ferríticas y austeníticas alargadas y laminares. Cuantifique las fracciones de fase mediante un método metalográfico o de análisis de imágenes acordado, defina la ubicación de la medición e indique el intervalo permitido. El muestreo debe incluir el metal base, el metal de soldadura cuando sea pertinente y las zonas afectadas térmicamente. ISO 17781 es una referencia de control de calidad para el ensayo de la microestructura de los aceros inoxidables ferríticos/austeníticos, o dúplex, utilizados en las industrias del petróleo y del gas natural. Su uso debe incorporarse al plan de inspección cuando ese sector o la norma del proyecto así lo exijan. El plan debe identificar la orientación de las probetas, la práctica de pulido y ataque metalográfico, el aumento, el método de medición de fases y el tratamiento de las fases intermetálicas o los nitruros. La calificación frente a la corrosión debe corresponder a la composición química del servicio. Pueden ser pertinentes los ensayos de temperatura crítica de picadura, de temperatura crítica de corrosión por hendiduras, de cribado con cloruro férrico, de polarización potenciodinámica cíclica o de inmersión, pero cada ensayo responde a una pregunta diferente. Un valor elevado de PREN no sustituye a un ensayo realizado en las condiciones reales previstas de cloruros, temperatura, acidez y estado superficial durante el servicio. Deben ensayarse muestras soldadas cuando las soldaduras determinen el riesgo. Por último, vincule cada requisito con un documento rector: la especificación del producto, el código de diseño, la norma de calificación de soldadura, el procedimiento de examen no destructivo, el registro del tratamiento térmico y la norma de aceptación. Fuentes como ASM International, Outokumpu, ASTM International, el Comité Técnico 67 de ISO, World Stainless/International Stainless Steel Forum y la literatura científica revisada por pares de ScienceDirect proporcionan un contexto técnico útil, pero la norma contractual y el código específico del servicio determinan la aceptación. La selección del grado nominal es solo la decisión inicial. La composición química, la forma del producto, el historial de fabricación, el equilibrio de fases, los datos de corrosión, las propiedades mecánicas, el diseño a fatiga y los registros de inspección establecen conjuntamente si el componente dúplex está calificado para su servicio real. ## Interpretaciones erróneas comunes y límites técnicos ### Por qué 50:50 es un objetivo de diseño, no una constante microscópica universal “Dúplex” describe una microestructura ferrítica–austenítica, no garantiza que cada punto de un componente contenga exactamente cantidades iguales de ambas fases. Las aleaciones de cromo–níquel–molibdeno–hierro de esta familia se desarrollan para producir aproximadamente un 50 % de ferrita y un 50 % de austenita después de la ruta de procesamiento especificada. World Stainless y el International Stainless Steel Forum informaron de este equilibrio aproximado en 2024, pero la cifra es un objetivo de diseño para la condición pertinente del producto, no una constante microscópica. La distinción es importante porque el equilibrio de fases cambia con la composición química y el historial térmico. El cromo, el molibdeno, el silicio y el nitrógeno generalmente favorecen la ferrita o modifican su estabilidad, mientras que el níquel, el carbono, el manganeso y el nitrógeno influyen en la formación de austenita de distintas maneras, dependiendo de la composición y la temperatura. La solidificación puede producir primero una matriz ferrítica; posteriormente, durante el enfriamiento, se forma austenita mediante transformación en los límites de la ferrita y dentro de las regiones ferríticas. El resultado final depende del espesor de la sección, la temperatura de recocido de solubilización, el tiempo de mantenimiento y la velocidad de enfriamiento. Una sección transversal pulida y atacada suele mostrar regiones ferríticas y austeníticas alargadas o laminares. Esa imagen no demuestra que todo el componente tenga una proporción 1:1. El metal de soldadura, la zona afectada por el calor, una superficie forjada y el centro de una placa gruesa pueden presentar fracciones locales diferentes. Un enfriamiento rápido puede dejar un exceso de ferrita porque no hay tiempo suficiente para que se forme austenita. Una exposición lenta o inadecuada en un intervalo de temperatura intermedio puede favorecer la formación de austenita secundaria, fase sigma, fase chi, nitruros de cromo u otros precipitados. Estas fases pueden consumir cromo y molibdeno de las regiones adyacentes, reduciendo la resistencia local a la corrosión incluso cuando el porcentaje de fases en el volumen total parece aceptable. Las herramientas de predicción de fases, incluidos los diagramas de tipo Schaeffler, Delong y WRC, pueden estimar el comportamiento de solidificación del metal de soldadura a partir de su composición. Los cálculos termodinámicos también pueden predecir campos de fases en equilibrio o metaestables. Ninguno de estos métodos sustituye a la metalografía ni a la cualificación del proceso. La cuestión pertinente no es simplemente si una composición química nominal se denomina dúplex, sino si el producto terminado presenta un equilibrio ferrita–austenita aceptable, sin precipitados perjudiciales, en las ubicaciones y orientaciones relevantes. El equilibrio objetivo tampoco significa que el comportamiento mecánico sea idéntico en todas las direcciones. La ferrita aporta un límite elástico más alto y resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión causado por cloruros, mientras que la austenita aporta ductilidad, tenacidad y resistencia a la corrosión asociada al nitrógeno. Su distribución, continuidad, morfología de grano y estado de las interfaces afectan a las propiedades de tracción, la tenacidad al impacto, la propagación de grietas por fatiga y el comportamiento de las soldaduras. Un componente puede cumplir un requisito nominal de fracción de fases y, aun así, no superar un ensayo de tenacidad o corrosión si la exposición térmica ha producido una composición química local o unos precipitados inadecuados. ### Por qué PREN no es un modelo completo de corrosión El número equivalente de resistencia a la picadura, o PREN, es un índice útil para comparar aleaciones, basado principalmente en el cromo, el molibdeno y el nitrógeno. Dependiendo de la fórmula, también puede incluirse el tungsteno. La clasificación dúplex utilizada habitualmente sitúa los grados dúplex pobres en aleación en PREN 22–27, los grados dúplex estándar en 28–38, los grados superdúplex en 39–45 y los grados hiperdúplex por encima de 45, según los datos de World Stainless/International Stainless Steel Forum de 2024. Estos intervalos ayudan a distinguir las categorías dúplex ordinaria, dúplex pobre en aleación, dúplex estándar, superdúplex e hiperdúplex, pero los límites de clasificación no son idénticos en todos los sistemas. PREN no es una ecuación de vida útil en servicio. No predice por completo la temperatura crítica de picadura, la temperatura crítica de corrosión por rendijas, el ataque localizado bajo depósitos ni el comportamiento en una zona afectada por el calor de una soldadura. El acabado superficial, las inclusiones, la morfología de los sulfuros, las tensiones residuales, la concentración de cloruros, la acidez, la temperatura, las especies oxidantes, las condiciones de flujo, la geometría de las rendijas y el acoplamiento galvánico influyen en una falla real. Dos coladas con un PREN calculado similar pueden mostrar resultados diferentes en los ensayos de picadura debido a diferencias en sus inclusiones, tratamientos térmicos y condiciones superficiales. El equilibrio de fases añade otra limitación. Una aleación dúplex puede tener un PREN volumétrico favorable, mientras que una fase, un límite de fase o una región empobrecida en cromo presenta una resistencia local menor. La fase sigma es especialmente perjudicial porque elimina cromo y molibdeno de la matriz circundante y puede reducir drásticamente la tenacidad. La precipitación de nitruros en la ferrita puede producir un efecto local similar. Por ello, la soldadura requiere un control de la aportación térmica, la temperatura entre pasadas, la protección, la selección del material de aporte y las condiciones de enfriamiento; la designación de un metal base resistente a la corrosión no confiere automáticamente la misma resistencia a todas las soldaduras. PREN también aporta poca información sobre la falla mecánica. No puede predecir el límite elástico, la tenacidad al impacto a una temperatura determinada, la resistencia a la fatiga, el agrietamiento asistido por hidrógeno ni la deformación bajo cargas cíclicas. Tampoco un PREN más alto garantiza inmunidad en un entorno fuera de los límites cualificados de la aleación. Pueden ser necesarios ensayos críticos de picadura y de corrosión por rendijas, ensayos de corrosión de uniones soldadas, ensayos de tracción e impacto, examen metalográfico y cualificación específica para el servicio. ASM International, Outokumpu, las publicaciones técnicas de Wiley y las revistas arbitradas indexadas a través de ScienceDirect consideran PREN una convención de indexación, no un modelo completo de corrosión. ### Por qué los nombres de los grados no sustituyen a las normas Una designación conocida condensa información, pero no proporciona la especificación completa. “2205” se utiliza habitualmente para designar un acero inoxidable dúplex con un 22 % de cromo, mientras que 2507 y 4501 suelen identificarse como grados superdúplex con un 25 % de cromo, según el resumen de Outokumpu de 2020. Esos nombres, por sí solos, no establecen la forma del producto, los límites químicos, la condición de recocido de solubilización, las dimensiones, los requisitos mecánicos, el examen no destructivo, el procedimiento de soldadura ni los criterios de aceptación. La distinción queda clara en ASTM A928/A928M, que abarca tuberías de acero inoxidable dúplex soldadas por fusión eléctrica con metal de aporte. En ese contexto de producto, UNS S32205 corresponde al grado dúplex 2205 en la especificación de referencia, según consta en ASTM International. Una placa, un tubo sin soldadura, una tubería soldada, una pieza forjada, una pieza fundida o un componente de presión fabricado pueden estar regidos por normas diferentes, aunque su aleación se describa informalmente como 2205. La designación no puede sustituir al requisito aplicable de ASTM, ASME, EN, ISO o del comprador. El control de calidad también debe abordar la ruta de fabricación. Un certificado que muestre la composición química no demuestra que el equilibrio de fases sea correcto después de la soldadura. La inspección puede requerir la medición de ferrita, un examen metalográfico, ensayos de tracción, ensayos de impacto, ensayos de corrosión, radiografía, examen ultrasónico o la verificación del tratamiento térmico. ISO 17781, identificada por el Comité Técnico 67 de ISO en 2024, especifica métodos de ensayo para el control de calidad de la microestructura de aceros inoxidables dúplex utilizados en las industrias del petróleo y del gas natural. Su existencia ilustra el punto central: la microestructura requiere un método definido y un requisito de aceptación. Los principios aplicables a toda la familia son transferibles: los aceros dúplex dependen de un equilibrio ferrita–austenita controlado, de la composición de nitrógeno y de la aleación, del historial térmico, de las prácticas de soldadura y de la resistencia a la formación de precipitados. Los datos específicos de cada grado no son transferibles por supuesto. Para un componente destinado al procesamiento químico, la desalación, el servicio en instalaciones marinas, la contención de presión o la producción de petróleo y gas, deben consultarse la norma de producto aplicable, la designación del material según ASTM o ISO, la cualificación de la soldadura y del tratamiento térmico, el plan de inspección y los requisitos de corrosión específicos del servicio. El nombre de un grado identifica un punto de partida; los documentos aplicables definen qué se fabricó realmente y qué pruebas respaldan su uso. ## Referencias 1. \[1\] Outokumpu. [Stainless steel families and grades](https://www.outokumpu.com/). Outokumpu technical reference, 2020. [](/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-inoxidables-d%C3%BAplex-microestructura-grados-y-aplicaciones#wiki-cite-ref-1) https://www.outokumpu.com/ 2. \[2\] World Stainless, International Stainless Steel Forum. [Duplex stainless steel: grades, properties and applications](https://www.worldstainless.org/). World Stainless technical overview, 2024. [](/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-inoxidables-d%C3%BAplex-microestructura-grados-y-aplicaciones#wiki-cite-ref-2) https://www.worldstainless.org/ 3. \[3\] ISO Technical Committee 67. [Petroleum and natural gas industries — Test methods for quality control of microstructure of ferritic/austenitic stainless steels](https://www.iso.org/standard/). ISO 17781, 2024. [](/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-inoxidables-d%C3%BAplex-microestructura-grados-y-aplicaciones#wiki-cite-ref-3) https://www.iso.org/standard/ **Acero inoxidable dúplex de un vistazo** Fracción típica de ferrita Aproximadamente 50 % Fracción típica de austenita Aproximadamente 50 % Grado dúplex estándar común 2205 Designación UNS S32205 Ejemplos de superdúplex 2507 y 4501 [Volver a Familias de aceros](/es/wiki/familias-de-aceros "Familias de aceros — Steel Wiki")