Alloy 2304 (UNS S32304) ist ein Duplex-Edelstahl mit einer Zusammensetzung, die 23 % Chrom und 4 % Nickel enthält und molybdänfrei ist. Hier sind einige wichtige Punkte über Alloy 2304:
Korrosionsbeständigkeit:
Die Legierung 2304 weist ähnliche Korrosionsbeständigkeitseigenschaften auf wie austenitischer Edelstahl 316L.
Es bietet eine gute Beständigkeit gegen eine Vielzahl von korrosiven Umgebungen, einschließlich chloridhaltiger Lösungen.
Mechanische Eigenschaften:
Im Vergleich zu austenitischen Sorten wie 304L und 316L bietet Alloy 2304 eine höhere mechanische Festigkeit, einschließlich der Streckgrenze.
Die erhöhte Festigkeit ermöglicht Gewichtseinsparungen bei Anwendungen, insbesondere bei richtig ausgelegten Druckbehälteranwendungen.
Duplex-Mikrostruktur:
Die Legierung 2304 hat ein Duplex-Gefüge, das aus einer ausgewogenen Mischung von Ferrit- und Austenitphasen besteht.
Diese Mikrostruktur trägt zur Kombination von Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Eigenschaften der Legierung bei. Die Legierung 2304 wird häufig in verschiedenen Branchen verwendet, darunter in der chemischen Verarbeitung, in der Öl- und Gasindustrie sowie in Meeresumgebungen. Es findet Anwendungen in Geräten wie Druckbehältern, Wärmetauschern, Rohrleitungssystemen und Strukturkomponenten.
Anträge
- Im Allgemeinen, wenn 304 und 316L verwendet werden
- Zellstoff- und Papierindustrie (Spänelagertanks, Weiß- und Schwarzlaugentanks, Fermenter)
- Laugen, organische Säuren (SCC-Beständigkeit)
- Lebensmittelindustrie
- Druckbehälter (Gewichtseinsparung)
- Bergbau (Abrieb/Korrosion)
Normen
ASTM/ASME.......... A240 - UNS S32304
EURONORM........... 1,4362 - X2 Cr Ni 23,4
AFNOR................... Z3 CN 23.04 Az
GETÖSE......................... W. Nr 1.4362
Alloy 2304 ist ein 23 % Chrom, 4 % Nickel, molybdänfreier Duplex-Edelstahl. Die Legierung 2304 hat ähnliche Korrosionsbeständigkeitseigenschaften wie 316L. Darüber hinaus sind seine mechanischen Eigenschaften, d. h. die Streckgrenze, doppelt so hoch wie die der austenitischen Güten 304/316. Dies ermöglicht es dem Konstrukteur, Gewicht zu sparen, insbesondere bei richtig ausgelegten Druckbehälteranwendungen.
Die Legierung eignet sich besonders für Anwendungen im Temperaturbereich von -50 °C/+300 °C (-58 °F/572 °F). Niedrigere Temperaturen können ebenfalls in Betracht gezogen werden, erfordern jedoch einige Einschränkungen, insbesondere bei geschweißten Konstruktionen.
Mit ihrem Duplex-Gefüge und den niedrigen Nickel- und hohen Chromgehalten weist die Legierung im Vergleich zu den austenitischen Sorten 304 und 316 eine verbesserte Spannungskorrosionsbeständigkeit auf.
Allgemeine Korrosion
Aufgrund seines hohen Chromgehalts (23%) sind die Korrosionsbeständigkeitseigenschaften von 2304 fast gleichwertig mit denen von 316L.
Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen organischen Säuren
Korrosionsbeständigkeit gegen stagnierende Schwefelsäure (0,3 mm/Jahr)
Lokalisierte Korrosionsbeständigkeit
Die Zusätze von 23 % Chrom und 0,1 % Stickstoff erklären, warum sich Duplex-Edelstahl 2304 in Bezug auf Lochfraß und Spaltkorrosionsbeständigkeit viel besser verhält als Alloy 316L.
Beständigkeit gegen Spannungskorrosion
Die Ergebnisse des Spannungskorrosionsbeständigkeitstests in chloridhaltigen wässrigen Lösungen ((8 ppm 02) PH = 7, >1000 h, angelegte Spannungen höher als die Streckgrenze) zeigen, dass die Legierung 2304 die Legierungen 304L und 316L aufgrund ihrer hohen Chromzusätze und ihres niedrigen Nickelgehalts übertrifft.
Dies ist ein typisches Merkmal von Duplex-Edelstählen. Die Legierung 2205 schneidet unter ähnlichen Bedingungen immer noch besser ab als 2304.
Andere Korrosionsbeständigkeitseigenschaften
Der Duplex-Edelstahl der Legierung 2304 besteht erfolgreich die meisten Standard-IC-Testverfahren wie ASTM-, A262E- und C-Tests. Seine Korrosionsrate in kochender Salpetersäure (65%) ist höher als die von Alloy 316L. Aufgrund ihrer hohen Streckgrenze eignet sich die Legierung gut für Abrieb-/Korrosionsanwendungen.
Typische Werte (Gewichtung %)
|
Kohlenstoff
|
Chrom
|
Nickel
|
Molybdän
|
Stickstoff
|
Andere
|
|
0.020
|
23
|
4
|
0.2
|
0.1
|
S=0,001
|
|
PREN = [Cr%] = 3,3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 24
|
Physikalische Eigenschaften
Dichte
7.800 kg/m3 - 0,28 lb/in3
|
Intervall
Temperament
°C
|
Thermisch
Erweiterung
ax10M-bK-1
|
°C
|
Widerstandsgröße
(μ_ cm)
|
Thermisch
Leitfähigkeit
(W.m-1.K-1)
|
Spezifisch
Wärme
(J.kg-1.K-1
|
Jung
Modul
E
(GPa)
|
Scheren
Modul
G
(GPa)
|
|
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
|
Mechanische Eigenschaften
Zugeigenschaften (Mindestwerte)
|
°C
|
RP 0,2
Mpa
|
RP 1.0
Mpa
|
RP 1.0
Mpa
|
°F
|
YS 0,2%
Offset KSI
|
YS 0,1%
Offset KSI
|
UTS
KSI
|
Verlängerung
%
|
|
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
|
572
|
33
|
38
|
71
|
20
|
Ermittelte Werte für warmgewalzte Bleche (th ≤ 2"). Die Legierung 2304 darf nicht lange Zeit bei Temperaturen über 300 °C (572 °F) verwendet werden, bei denen ein Ausscheidungshärtungsphänomen auftritt.
Zähigkeitswerte (KCV-Mindestwerte)
|
Aushilfe.
|
-50°C
|
+20°C
|
-60°F
|
+70°F
|
|
Ledig
|
75 J/cm_
|
90 J/cm_
|
54 ft. lbs
|
65 ft. lbs
|
|
Durchschnitt (5)
|
90 J/cm_
|
150 J/cm
|
65 ft. lbs
|
87 ft. lbs
|
Härte (typische Werte)
|
Durchschnitt (5)
|
HV10 180-230
|
HB : 180-230
|
HRC _ 20
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Struktur
Die chemische Analyse von 2304 ist optimiert, um eine typische Mikrostruktur von 50 A / 50 g nach Lösungsglühbehandlung bei 950 °C/1050 °C (1742 °F/1922 °F) zu erhalten.
Das Gefüge von 2304 Duplex ist im Vergleich zu molybdänhaltigen Duplex-Edelstählen sehr stabil. Intermetallische Phasen sind erst nach 10 Stunden Haltezeit im Temperaturbereich von 750°/850°C (1382°/1562°F) vorhanden. Kupferzusätze zur Sorte 2304 erhöhen die Härte des Stahls nach der Wärmebehandlung im Temperaturbereich von 350 °C / 500 °C (662 °C / 932 °F).
Verarbeitung
Warmumformung
Die Warmumformung muss im Temperaturbereich von 1150/900 °C (2100/1650 °F) erfolgen. Nach der Umformung wird eine neue Lösungsglühbehandlung im Temperaturbereich von 950 °C/1050 °C (2100 °C/1650 °F) empfohlen, um die Korrosionsbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften vollständig wiederherzustellen. Teile, die mit 2304 geformt wurden, müssen während der Erwärmung vorsichtig abgestützt werden, um eine Kriecherverformung zu vermeiden.
Kaltumformung
Die Legierung 2304 kann problemlos kalt umgeformt werden. Es können die gleichen Geräte verwendet werden, die für die Kaltumformung der Sorten 304L und 316L verwendet werden. Aufgrund seiner höheren mechanischen Eigenschaften, einschließlich der Streckgrenze, sind für die Kaltumformung höhere Spannungen erforderlich. Nach der Kaltumformung wird auch eine abschließende Glühwärmebehandlung empfohlen, um die mechanischen und korrosionsbeständigen Eigenschaften wiederherzustellen, wie sie unter "Warmumformung" beschrieben sind.
Entkalkung
Die Legierung 2304 Duplex weist verbesserte Bearbeitbarkeitseigenschaften auf, insbesondere beim Bohren. Sein Verhalten entspricht dem von 316LEZ*. Darüber hinaus hat 2304 eine bessere Korrosionsbeständigkeit und Sauberkeitseigenschaften, da keine Schwefelzusätze erforderlich sind. Das lokale Korrosionsbeständigkeitsverhalten wird verbessert.
*316LEZ ist eine 316L-Sorte mit verbesserten Bearbeitbarkeitseigenschaften.
