Дуплексная нержавеющая сталь 2304

 

Сплав 2304 (UNS S32304) представляет собой дуплексную нержавеющую сталь с составом, включающим 23% хрома, 4% никеля и не содержащую молибдена. Вот несколько ключевых моментов о Alloy 2304:

Коррозионная стойкость:

Сплав 2304 проявляет коррозионно-стойкие свойства, аналогичные свойствам аустенитной нержавеющей стали 316L.

Обеспечивает хорошую стойкость к широкому спектру агрессивных сред, в том числе хлоридсодержащих растворов.

Механические свойства:

По сравнению с аустенитными марками, такими как 304L и 316L, сплав 2304 обладает более высокой механической прочностью, включая предел текучести.

Повышенная прочность позволяет снизить вес в различных областях применения, особенно в правильно спроектированных сосудах под давлением.

Дуплексная микроструктура:

Сплав 2304 имеет дуплексную микроструктуру, состоящую из сбалансированной смеси ферритной и аустенитной фаз.

Эта микроструктура способствует сочетанию коррозионной стойкости и механических свойств сплава. Сплав 2304 широко используется в различных отраслях промышленности, включая химическую переработку, нефтегазовую и морскую среду. Он находит применение в таком оборудовании, как сосуды под давлением, теплообменники, трубопроводные системы и конструкционные компоненты.

bar-rod
Pipe/Tube
PlateSheet
 
 

Приложений

  • Как правило, там, где используются 304 и 316L
  • Целлюлозно-бумажная промышленность (резервуары для хранения щепы, резервуары для белого и черного щелока, варочные котлы)
  • Растворы щелочей, органические кислоты (устойчивость к SCC)
  • Пищевая промышленность
  • Сосуды под давлением (снижение веса)
  • Горнодобывающая промышленность (истирание/коррозия)

Стандарты

АСТМ/АСМЕ.......... A240 - UNS S32304
ЕВРОНОРМА........... 1,4362 - x2 Cr Ni 23,4
АФНОР................... Z3 CN 23.04 Az
ШУМ......................... W. Nr 1.4362

Общие свойства

Сплав 2304 представляет собой дуплексную нержавеющую сталь без 23% хрома, 4% никеля, без молибдена. Сплав 2304 обладает свойствами коррозионной стойкости, аналогичными 316L. Кроме того, его механические свойства, т.е. предел текучести, в два раза выше, чем у аустенитных марок 304/316. Это позволяет проектировщику снизить вес, особенно при правильно спроектированных сосудах под давлением.
Сплав особенно подходит для применений, охватывающих температурный диапазон -50°C/+300°C (-58°F/572°F). Более низкие температуры также могут быть рассмотрены, но требуют некоторых ограничений, особенно для сварных конструкций.
Благодаря дуплексной микроструктуре и низкому содержанию никеля и хрома сплав обладает улучшенными свойствами коррозионной стойкости под напряжением по сравнению с аустенитными марками 304 и 316.

Коррозионная стойкость

Общая коррозия
Из-за высокого содержания хрома (23%) коррозионная стойкость 2304 почти эквивалентна коррозионной стойкости 316L.

Duplex Stainless Alloy 2304

Коррозионная стойкость в различных органических кислотах

Duplex Stainless Alloy 2304

Коррозионная стойкость к застоявшейся серной кислоте (0,3 мм/год)

Локальная коррозионная стойкость
Добавки 23% хрома и 0,1% азота объясняют, почему дуплексная нержавеющая сталь 2304 ведет себя намного лучше, чем сплав 316L, с точки зрения стойкости к точечной коррозии и щелевой коррозии.
Duplex Stainless Alloy 2304
Duplex Stainless Alloy 2304
 

Коррозионная стойкость под напряжением

Результаты испытаний на коррозионную стойкость под напряжением в хлоридсодержащих водных растворах ((8 ppm 02) PH =7, >1000 ч, приложенные напряжения выше предела текучести) показывают, что сплав 2304 превосходит сплавы 304L и 316L благодаря высокому содержанию хрома и низкому содержанию никеля.

Это характерная особенность дуплексных нержавеющих сталей. Сплав 2205 работает все же лучше, чем 2304 в аналогичных условиях.

Duplex Stainless Alloy 2304

Другие свойства коррозионной стойкости

Дуплексная нержавеющая сталь из сплава 2304 успешно проходит большинство стандартных процедур испытаний IC, таких как испытания ASTM, A262E и C. Его скорость коррозии в кипящей азотной кислоте (65%) выше, чем у сплава 316L. Благодаря высокому пределу текучести сплав хорошо работает в условиях абразивного/коррозионного износа.
 

Химический анализ

Типичные значения (% по весу)

Углерод

Хром

Никель

Молибден

Азот

Другие

0.020

23

4

0.2

0.1

S=0,001

PREN = [Cr%] = 3.3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 24

 

Физические свойства

Плотность

7 800 кг/м3 - 0,28 фунта/дюйм3
 

Интервал
Характер
°С

Термический
расширение
топор10М-бК-1

°С

Удельное сопротивление

(μ_ см)

Термический
проводимость
(В.м-1.К-1)

Специфический
жара
(Дж.кг-1.К-1

Молодой
модуль
E
(ГПа)

Срез
модуль
G
(ГПа)

20-100

13

20

80

17

450

200

75

20-100

13

100

92

18

500

190

73

20-200

13.5

200

100

19

530

180

70

20-300

14

300

105

20

560

170

67

Механические свойства

Свойства растяжения (минимальные значения)

°С

Рп 0.2
Мпа

Rp 1.0
Мпа

Rp 1.0
Мпа

°F

ЙС 0.2%
Смещение KSI

ЙС 0,1%
Смещение KSI

ОССП
КСИ

Удлинение
%

20

400

440

600

68

58

64

87

25

100

330

365

570

212

48

53

83

25

200

280

310

530

392

41

45

77

20

300

230

260

490

77б

33

38

71

20

Значения, полученные для горячекатаных листов (th ≤ 2"). Сплав 2304 нельзя использовать в течение длительного времени при температурах выше 300°C (572°F), где происходит явление дисперсионного упрочнения.
 
Значения ударной вязкости (минимальные значения KCV)

Темп.

-50°С

+20°С

-60°F

+70°F

Единственный

75 Дж/cm_

90 Дж/cm_

54 фут-фунта

65 фт. фунтов

Средний (5)

90 Дж/cm_

150 Дж/см

65 фт. фунтов

87 фунт-фут

Твердость (типичные значения)

Средний (5)

ХВ10 180-230

HB : 180-230

HRC _ 20

Структура

Химический анализ 2304 оптимизирован для получения типичной микроструктуры 50 a / 50 g после обработки отжигом на раствор при 950°/1050°C (1742°/1922°F).
Микроструктура дуплекса 2304 очень стабильна по сравнению с молибденсодержащими дуплексными нержавеющими сталями. Интерметаллидные фазы присутствуют только после 10 часов выдержки в диапазоне температур 750°/850°C (1382°/1562°F). Добавки меди к марке 2304, если они указаны, увеличивают твердость стали после термической обработки в диапазоне температур 350°/500°C (662°/932°F).

Обработка

 

Горячая формовка

Горячая формовка должна выполняться в диапазоне температур 1150/900 °C (2100/1650 °F). После формовки рекомендуется новая обработка отжигом на раствор в диапазоне температур 950°/1050°C (2100°/1650°F) для полного восстановления коррозионной стойкости и механических свойств. Детали, изготовленные из 2304, должны быть осторожно поддержаны во время нагрева, чтобы избежать деформации ползучести.

Холодная штамповка

Сплав 2304 без проблем поддается холодной штамповке. Может использоваться то же оборудование, которое используется для холодной штамповки марок 304L и 316L. Из-за его более высоких механических свойств, включая предел текучести, для холодной штамповки требуются более высокие напряжения. Термическая обработка окончательным отжигом также рекомендуется после холодной штамповки для восстановления механических и коррозионных свойств, как описано в разделе «горячая штамповка».

 

Удаление накипи

Дуплекс из сплава 2304 обладает улучшенными свойствами обрабатываемости, особенно при сверлении. Его поведение эквивалентно поведению 316LEZ*. Кроме того, 2304 обладает лучшей коррозионной стойкостью и свойствами чистоты, так как не требует добавления серы. Улучшена локальная коррозионная стойкость.
*316LEZ — сплав типа 316L с улучшенными характеристиками обрабатываемости.