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 zu Alloy 2304:
Korrosionsbeständigkeit:
Die Legierung 2304 weist ähnliche Korrosionsbeständigkeitseigenschaften wie der austenitische Edelstahl 316L auf.
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 die 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 weist ein Duplex-Gefüge auf, das aus einer ausgewogenen Mischung von Ferrit- und Austenitphasen besteht.
Dieses Gefüge trägt zur Kombination von Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Eigenschaften der Legierung bei. Die Legierung 2304 wird häufig in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter in der chemischen Verarbeitung, in der Öl- und Gasindustrie sowie in der Schifffahrt. Es findet Anwendungen in Geräten wie Druckbehältern, Wärmetauschern, Rohrleitungssystemen und Strukturkomponenten.
Anträge
- Im Allgemeinen dort, wo 304 und 316L verwendet werden
- Zellstoff- und Papierindustrie (Spänelagertanks, Weiß- und Schwarzlaugentanks, Fermenter)
- Lauge, 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
Die Legierung 2304 ist ein 23 % Chrom, 4 % Nickel und Molybdän-freier Duplex-Edelstahl. Die Alloy 2304 hat ähnliche Korrosionsbeständigkeitseigenschaften wie 316L. Darüber hinaus sind seine mechanischen Eigenschaften, d. h. die Streckgrenze, doppelt so hoch wie bei austenitischen Sorten 304/316. Dies ermöglicht es dem Konstrukteur, Gewicht zu sparen, insbesondere bei richtig ausgelegten Druckbehälteranwendungen.
Die Legierung eignet sich besonders für Anwendungen, die den Temperaturbereich von -50 °C/+300 °C (-58 °F/572 °F) abdecken. Niedrigere Temperaturen können ebenfalls in Betracht gezogen werden, erfordern jedoch einige Einschränkungen, insbesondere bei Schweißkonstruktionen.
Mit ihrem Duplex-Gefüge und dem niedrigen Nickel- und Chromgehalt 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 nahezu gleichwertig mit denen von 316L.
Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen organischen Säuren
Korrosionsbeständigkeit gegen stagnierende Schwefelsäure (0,3 mm/Jahr)
Lokale Korrosionsbeständigkeit
Die Zusätze von 23 % Chrom und 0,1 % Stickstoff erklären, warum sich der Duplex-Edelstahl 2304 in Bezug auf die Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion viel besser verhält als die Legierung 316L.
Beständigkeit gegen Spannungskorrosion
Die Ergebnisse der Spannungskorrosionsbeständigkeit in chloridhaltigen wässrigen Lösungen ((8ppm 02) PH = 7, >1000 h, aufgebrachte Spannungen über der Streckgrenze) zeigen, dass die Legierung 2304 aufgrund ihrer hohen Chromzusätze und ihres niedrigen Nickelgehalts die Legierungen 304L und 316L übertrifft.
Dies ist ein typisches Merkmal von Duplex-Edelstählen. Die Legierung 2205 schneidet unter ähnlichen Bedingungen immer noch besser ab als 2304.
Weitere Korrosionsbeständigkeitseigenschaften
Der Duplex-Edelstahl der Legierung 2304 besteht erfolgreich die meisten Standard-IC-Testverfahren wie ASTM-, A262E- und C-Tests. Seine Korrosionsrate in siedender Salpetersäure (65%) ist höher als die der Legierung 316L. Aufgrund ihrer hohen Streckgrenze eignet sich die Legierung gut für Abrieb-/Korrosionsanwendungen.
Typische Werte (Gewicht %)
|
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
|
Werte für warmgewalzte Bleche (th ≤ 2"). Die Legierung 2304 darf nicht über einen längeren Zeitraum bei Temperaturen über 300 °C (572 °F) verwendet werden, bei denen das Phänomen der Ausscheidungshärtung auftritt.
Zähigkeitswerte (KCV-Mindestwerte)
|
Aushilfe.
|
-50°C
|
+20°C
|
-60 °F
|
+70 °F
|
|
Ledig
|
75 J/cm_
|
90 J/cm_
|
54 ft. lbs
|
65 Fuß Pfund
|
|
Durchschnitt (5)
|
90 J/cm_
|
150 J/cm
|
65 Fuß Pfund
|
87 ft. lbs
|
Härte (typische Werte)
|
Durchschnitt (5)
|
HV10 180-230
|
HB : 180-230
|
HRC _ 20
|
Struktur
Die chemische Analyse von 2304 ist optimiert, um ein typisches Gefüge von 50 A / 50 g nach einer Lösungsglühbehandlung bei 950°/1050°C (1742°/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, sofern spezifiziert, die Härte des Stahls nach der Wärmebehandlung im Temperaturbereich von 350 °/500 °C (662 °/932 °F).
Verarbeitung
Warmumformung
Die Warmumformung muss im Temperaturbereich von 1150/900 °C (2100/1650 °F) durchgeführt werden. 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. Mit 2304 geformte Teile müssen während des Erhitzens vorsichtig abgestützt werden, um eine kriechende Verformung zu vermeiden.
Kaltumformung
Die Legierung 2304 kann problemlos kaltumgeformt werden. Es kann die gleiche Ausrüstung verwendet werden, die für die Kaltumformung der Sorten 304L und 316L verwendet wird. Aufgrund der höheren mechanischen Eigenschaften, einschließlich der Streckgrenze, sind bei der Kaltumformung höhere Beanspruchungen erforderlich. Nach der Kaltumformung wird auch eine abschließende Wärmebehandlung durch Glühen empfohlen, um die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen, wie sie in der "Warmumformung" beschrieben werden.
Entkalkung
Alloy 2304 Duplex weist verbesserte Bearbeitbarkeitseigenschaften auf, insbesondere wenn Bohrungen in Betracht gezogen werden. Sein Verhalten entspricht dem von 316LEZ*. Darüber hinaus hat 2304 eine bessere Korrosionsbeständigkeit und Sauberkeit, da keine Schwefelzusätze erforderlich sind. Das lokalisierte Korrosionsbeständigkeitsverhalten wird verbessert.
*316LEZ ist eine Sorte vom Typ 316L mit verbesserten Bearbeitbarkeitseigenschaften.
