不同的热处理温度下双相不锈钢所对应的相组成是不一样的，一般来说，在1000℃以下对双相不锈钢进行固溶或时效等热处理，双相不锈钢会产生除奥氏体相（γ)和铁素体（α)相之外的杂质相。例如：①. 650~950℃生成σ相；②. 700~900℃生成X相；③. 550~700℃生成R相；④. 550~600℃生成π相；⑤. 碳化物及氮化物相M7C3、M23C6、CrN、Cr2N.这些析出相一般会使双向不锈钢的耐蚀性能产生不利的影响。因此，在对双相不锈钢进行热处理的过程中，要尽量避免有害相的析出。
赵晖等人在1020~1140℃对双相不锈钢进行2小时固溶处理后发现，相组成只有铁素体与奥氏体两相，并无其余杂质相，且随着温度的升高，铁素体含量也升高。陈兴润研究发现，950℃固溶处理后的2205双相不锈钢中存在σ杂质相，而经过1000~1100℃固溶处理后，双相钢中只含两相，杂质相消除，且在两相比例均匀时，其具有较好的耐点蚀性能。H.Heon Young等人研究发现，2205双相不锈钢在1000~1200℃固溶处理后不含杂质相，且随着温度的升高，两相比例变化明显，铁素体含量逐渐升高，奥氏体含量逐渐降低，且随着热处理温度的升高，奥氏体晶粒长大。
