双相不锈钢力学性能优异，它们在固溶状态下的室温屈服强度比未添加氮的标准奥氏体不锈钢高两倍多，这样设计在某些应用中就可以减小壁厚。室温300℃范围内几种双相不锈钢的典型屈服强度与316L奥氏体不锈钢的对比见下图。由于铁素体相有475℃脆性的危险，所以双相不锈钢不应长时间用于温度高于压力容器设计规范规定的设备。锻轧双相不锈钢的力学性能是高度各向异性的，即性能虽方向而变。这种各向异性是拉长了的晶粒和热轧或冷轧产生的结晶组织结构造成的。尽管双相不锈钢的凝固组织通常是各向同性的，但它经过轧制或锻造接着进行固溶，组织中存在两相。最终产品两相的形貌揭示出加工的放向性，双相不锈钢垂直轧制方向的强度比沿轧制方向的强度高。冲击试样的缺口垂直于轧制方向比沿轧制方向的冲击韧性要高。试样纵向L-T夏比冲击试验测得的韧性高于其他方向的试验结果。一个横向的双相不锈钢试样的冲击功一般相当于一个纵向试样的1/2至2/3。
 
ASTM和EN标准中双相不锈钢中板的力学性能最小值：

   尽管双相不锈钢的强度高，但它们表现出良好的塑性和韧性。与碳钢或铁素体不锈钢相比，双相不锈钢塑性-脆性的转变是渐进的。双相不锈钢即使在很低的温度如-40℃下仍保持良好的韧性；但是双相不锈钢的韧性与塑性通常比奥氏体不锈钢稍差。奥氏体不锈钢一般没有塑性-脆性转变，在低至深冷温度的条件下仍保持优异的韧性。尽管双相不锈钢的高屈服强度在较小的厚度设计中是一个优势，但由于弯曲和杨氏模量的限制，在制造过程中也成为难题。由于它们的强度高，塑性变形需要更大的外力。因为双相不锈钢需要较大的弯曲力，所以双相不锈钢弯曲操作中的回弹比奥氏体不锈钢的要大，两种双相不锈钢与316L奥氏体不锈钢回弹性比较，可以看出双相不锈钢的韧性比奥氏体不锈钢的差，为避免断裂需要增加弯曲半径。由于双相不锈钢较高的硬度和加工硬化率，与奥氏体不锈钢相比，它降低了机加工操作中工具的寿命或需要更多的机加工次数。在成型或弯曲操作之间可能需要退火周期，因为双相不锈钢的塑性差不多是奥氏体不锈钢的一半www.hssxg.com

室温至300℃范围内2205不锈钢和2507不锈钢及316L不锈钢的屈服强度对比