在双相不锈钢中，α相和y相含量的控制十分重要，图9.77为不同铁含量的Fe-Cr-Ni合金的变温截面图。随铁含量的增加，a相区和γ相区的形状发生变化，a／α＋y和α＋y／y相界变弯，在高温时的α相区逐渐缩小。在低温时σ＋y双相区逐渐扩大。在铁含量为90％时，由于γ相区的扩大，使高温铁素体区与低温铁素体区分割开来。铁含量为70％左右时，由于α＋y／y相界发生弯曲，在1000℃时，靠近α＋x／y相界附近的纯奥氏体钢将出现某些铁素体，随着Cr／Ni比例的调整，便可以获得α＋y双相不锈钢，钢中所含的铬、镍总量使这类钢具有良好的耐蚀性。
α＋γ双相不锈钢与通常的纯铁素体钢和纯奥氏体钢不同，在其加热和冷却过程中，除了a、y两相含量的变化外，还会产生组织转变，出现二次奥氏体γ2。在常用的双相不锈钢中，随着成分的变化还会出现碳化物、氮化物及一些金属间化合物。
双相不锈钢的性能，特别是耐应力腐蚀破裂的性能，与其主要的相组成α相和r相的平衡比例有着密切的关系，而平衡比例取决于钢的成分和加热温度。双相不锈钢的相平衡一般是根据Schaeffler图（图9.13）或以后的一些改进的组织图确定的。此外，还找出了一些以化学成分和固溶温度为依据计算出奥氏体含量的关系式。
a＋γ双相不锈钢中的组织转变有两个特点；一是合金元素在铁素体中的扩散速率远大于其在奥氏体中的扩散速率，如在700℃附近，铬在铁素体中的扩散速率比在奥氏体中约大100倍。二是元素在α、γ两相中的分配也有很大的差异。α相中富集了铁素体形成元素，而γ相中富集了奥氏体形成元素，元素在两相中含量的比值称为分配系数。元素在两相间的分配系数示于图9.78，该分配系数对在固溶状态（1040～1090℃）的大多数双相不锈钢是适用的。但是，分配系数不是恒定的，而是随加热温度的变化而改变。随着固溶温度的升高，元素在两相间的分配逐渐趋于均匀，α相中的铬、钼、硅含量逐渐降低，镍、铜含量逐渐增高。高温下两相成分相近，说明钢的焊接接头近缝区具有均匀一致的力学性能和具有较好热塑性的原因。与此同时，也必然造成α相自身的不稳定，在时效过程中易于分解转变。
由于上述原因，组织转变往往发生在铁素体相中，在奥氏体相中则没有多少变化，而且在铁素体相中的析出反应要比纯奥氏体钢或纯铁素体钢快得多。
