双相不锈钢因为其金相显微组织由铁素体和奥氏体两种不锈钢晶粒组成，所以被称为 “双相”。下图中，黄颜色的奥氏体相仿佛 “岛屿” 被蓝色的铁素体相海洋所包围。当双相不锈钢熔化后，它从液态凝固时首先凝固成完全的铁素体结构，随着材料冷却到室温，大约有一半的铁素体晶粒转变为奥氏体晶粒（“岛屿”）。其结果是，显微组织中大约50%为奥氏体相，50%为铁素体相。双相不锈钢的强度大约是常规奥氏体不锈钢或铁素体不锈钢强度的2倍。因此设计师在某些应用中就可减薄壁厚。下图比较了室温到300℃的温度区间几种双相不锈钢与316L奥氏体不锈钢的屈服强度。不锈钢的耐腐蚀性主要取决于其化学成分。在大多数应用环境中，双相不锈钢都显示出较高的耐蚀性能，这是由于它们铬含量高，在氧化性酸中很有利，并且含有足够量的钼和镍，能耐中等还原性酸介质的腐蚀。

双相不锈钢耐氯离子点蚀和缝隙腐蚀的能力，取决于其铬、钼、钨和氮含量。双相不锈钢相对较高的铬、钼和氮含量使它们具有很好的耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能。它们有一系列不同的耐腐蚀性能，既有相当于316不锈钢耐蚀性的牌号，如经济型双相不锈钢2101©，也有相当于6%钼不锈钢耐蚀性的牌号，如SAF 2507©。

双相不锈钢具有非常好的耐应力腐蚀开裂（SCC）性能，这个特性是从铁素体这一方“继承”来的。所有双相不锈钢耐氯化物应力腐蚀开裂的能力均明显优于300系奥氏体不锈钢。而标准的奥氏体不锈钢牌号如304和316，在有氯离子、潮湿空气和温度升高的条件下，可能会发生应力腐蚀开裂。因此，在有较大应力腐蚀风险的化工行业许多应用，常常采用双相不锈钢来代替奥氏体不锈钢的使用。