双相不锈钢的发展始于20世纪30年代，第一代双相不锈钢以20世纪40年代的329钢为代表，它含铬和钼都较高，碳含量也较高，焊接性不好。20世纪70年代，第二代双相不锈钢大多数属于超低碳型，并且含有钼、铜、硅等提高耐腐蚀性的合金元素，其重要特点是加入了适量的氮，从而形成了第二代新型含氮双相不锈钢，包括18Cr型、22Cr型及25Cr型。20世纪80年代后期发展了超级双相不锈钢，是属于第三代双相不锈钢（SuperDSS）。以SAF2507、UR52N⁺及Zeron100为代表。这类钢的特点是含碳量低（w_Cr0.01%～0.02%）、高钼（约w_Mo4%）、高氮（w_N0.3%），钢中铁素体含量40%～45%，其耐点蚀系数（后面讲到）大于40。
奥氏体-铁素体不锈钢又称双相不锈钢，它是由体积分数40%～60%的铁素体加体积分数为60%～40%的奥氏体组成的。双相不锈钢与铁素体和奥氏体不锈钢的不同之处是，在热处理过程中有相的转变，即改变了两相之间比例关系。
双相不锈钢兼备奥氏体不锈钢具有的优良的塑性、韧性与铁素体不锈钢具有的优良的抗应力腐蚀裂纹（SCC）性能。此外，由于其组织是双相的微细化组织，所以，与单相奥氏体组织的不锈钢相比较，具有强度高的特征（屈服强度是耐腐蚀性能相当的高合金化奥氏体不锈钢的2倍）。近年来，双相不锈钢应用范围迅速扩大，已成为奥氏体不锈钢在许多领域最有力的竞争对手。与现有的316L没有大的差别。而在设计上由于双相不锈钢强度高，可以达到轻量化，减少钢材使用量。目前，双相不锈钢主要应用在海水等含氯离子腐蚀的环境，在石油化工、近海工程、船舶建造等领域正在不断推广应用。虽然双相不锈钢是由奥氏体-铁素体两相组成，但实际上，一般来说，并不是各占一半，而是奥氏体占优势。因为，若铁素体占优势，铁素体组织晶粒粗大。
由于双相不锈钢具有奥氏体和铁素体双相组织结构，因而它也兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点，双相不锈钢与铁素体不锈钢相比，具有无可比拟的优点。与铁素体不锈钢相比，奥氏体-铁素体双相不锈钢的韧性高、脆性转变温度低、耐晶间腐蚀性和焊接性均显著提高；同时，它也保留了铁素体不锈钢的一些特点，如475℃脆性、在铁素体中析出σ相的脆化现象、热导率高、线胀系数小、具有超塑性、有磁性等。与奥氏体不锈钢相比，奥氏体-铁素体双相不锈钢的强度高，特别是屈服强度高，且耐晶间腐蚀、耐应力腐蚀、耐疲劳腐蚀等有明显改善。目前用它替代奥氏体不锈钢作为耐应力腐蚀设备的材料已成为趋势。但是它在焊接热循环的作用下，焊接热影响区多次受热，使之成为单一铁素体组织且晶粒粗大的可能性较大，直接影响焊接接头的力学性能和耐晶间腐蚀性能，成为焊接领域中亟待解决的问题。
奥氏体-铁素体双相不锈钢的性能主要受奥氏体和铁素体比例的影响，奥氏体和铁素体各占50%时，具有良好的耐腐蚀性和焊接性。在平衡状态下，奥氏体-铁素体双相不锈钢的两相比例主要由钢中合金元素，即由铬当量（Cr_eq）和镍当量（Ni_eq）来决定。
图2-8给出了以铬当量（Cr_eq）/镍当量（Ni_eq）为横坐标的Fe-Cr-Ni三元合金截面相图。从图中可以看出，当双相不锈钢的加热温度达到某个一定值后，就会发生γ→α的相变，达到1200～1300℃时，有些双相不锈钢（铬当量/镍当量大于2.5）就会变为单相铁素体，急冷就是单相铁素体。冷速较慢时，可以析出奥氏体，但析出奥氏体量不完全，低于加热前的含量。再次重新热处理后，会重新析出一些奥氏体，这些新析出的奥氏体叫做二次奥氏体γ₂。二次奥氏体γ₂的析出速度相当快，其形态呈针状和羽毛状。二次奥氏体含量随重新热处理加热温度的提高和保温时间的延长而逐渐增加，这种状态的α+γ双相组织比较粗大，性能较差。
当家人温度达1050℃时，碳化物（Cr₂₃C₆）可在α-γ相界上生成。由于它消耗的主要是铁素体中的C（因为C在铁素体中扩散速度比在奥氏体中快），将发生α→γ的转变。但是，由于双相不锈钢大部分为超低碳，因此，碳化物的长大并不严重，影响也不大。