1. Uvod
Nehrđajući čelici klasificirani su u pet primarnih porodica-feritnija, austenitan, martensitski, Ogarine - očvršćivanje, i dupleks.
Među njima, Duplex nehrđajući čelici Kombinujte najbolje karakteristike feritne i austenitne strukture, nudeći višu mehaničku čvrstoću i vrhunsku otpornost na koroziju.
Aisi 2304, takođe poznat kao U 1.4362, pripada tom Lean Duplex kategorija. Ova nisko legurana ocjena pruža dobro uravnoteženu strukturu (~ 50% ferit, ~ 50% Austenite) Dok minimizirate upotrebu skupih elemenata poput nikla i molibdena.
Posebno je dobro prilagođen za aplikacije koje zahtijevaju snagu i otpor korozijom bez visokih troškova premium dupleksa ili super austenitnih razreda.
2. Šta je AISI 2304 (U 1.4362) Duplex nerđajući čelik?
Aisi 2304, takođe poznat kao U 1.4362 ili US S32304, je a Lean Duplex nehrđajući čelik karakterizirani od strane a Dvostrukofazna mikrostruktura-Prostanak 50% ferita (BCC) i 50% Austenite (FCC).
Ova dupleks saldo daje a Jedinstvena kombinacija mehaničke čvrstoće, Otpornost na koroziju, i ekonomičnost, čineći ga sve popularnijim materijalom u industrijskim aplikacijama.
The feritna faza pruža visoku snagu prinosa, Otpor na klorid izazvane stresom (SCC), i niža termička ekspanzija.
The Austenitna faza doprinosi duktilnosti, žilavost, i poboljšani otpor korozijom, posebno u blago agresivnim okruženjima.
Standardne oznake za AISI 2304 Duplex nerđajući čelik
| Standardna organizacija | Oznaka razreda | Opis |
| Aisi / ASTM | Aisi 2304 / ASTM A240 S32304 | Američka oznaka za dupleks nehrđajućeg lima i ploče |
| Nas | S32304 | Jedinstveni sistem numeriranja (Klasifikacija legure u sjevernoj Americi) |
| U / ISO | 1.4362 / X2crnin23-4 | Evropski standard (U 10088); ISO međunarodno imenovanje |
| Iz | X2crnin23-4 | Germanska oznaka standarda (Tvoj 10088-1) |
| ISO | X02cr23ni4cun | Oznaka zasnovana na hemijskim zasnovanim na ISO-u 15510 |
3. Hemijski sastav 2304 Duplex nerđajući čelik
Aisi 2304 (U 1.4362) klasifikovan je kao Lean duplex nehrđajući čelik-Designed da ponudi ravnotežu snage, Otpornost na koroziju, i ekonomičnost i troškova smanjenjem upotrebe skupih legiranih elemenata kao što su nikl i molibden.
Njegova dvoetažna struktura (otprilike 50% feritna i 50% Austenite) stabilizira se preciznom kontrolom njegove hemijske šminke, posebno hrom, nikl, i azot.
Tipičan hemijski sastav (% po težini):
| Element | Tipičan raspon (%) | Funkcija |
| Hrom (CR) | 21.5 - 24.5 | Poboljšava opću otpornost na koroziju i oksidaciju; Ključ za dupleks stabilnost |
| Nikl (U) | 3.0 - 5.5 | Promovira fazu austenita; poboljšava žilavost i zavarivanje |
| Molibdenum (Mo) | ≤ 0.6 | Neobavezno; poboljšava otpor korozije u hloridnom mediju |
| Azot (N) | 0.05 - 0.20 | Povećava snagu; pomaže u stabilizaciji faze austenita u mršavim kompozicijama |
| Mangan (MN) | ≤ 2.5 | AIDS deoksidacija i vruće radno ponašanje |
| Silicijum (I) | ≤ 1.0 | Poboljšava otpor oksidacije; deoksidizer |
| Ugljik (C) | ≤ 0.030 | Niski ugljen poboljšava zavarivost i sprečava međugranularna korozija |
| Fosfor (Str) | ≤ 0.040 | Preostali element; zadržana niska da bi se spriječilo emrica |
| Sumpor (S) | ≤ 0.015 | Preostao; minimiziran za poboljšanje otpornosti na duktilnost i koroziju |
| Gvožđe (FE) | Ravnoteža | Osnovni metal; formira matricu i feritne i austenitne faze |
4. Mehanička i fizička svojstva od 2304 Duplex nerđajući čelik
Aisi 2304 (U 1.4362) Dupleks nehrđajući čelik nudi odličnu kombinaciju snage, Otpornost na koroziju, i umjerena duktilnost, Učinite to idealnim za konstrukcijske i korozivno-uslužne aplikacije u kojima troškovi i performanse moraju biti uravnoteženi.
Tipična mehanička svojstva
| Nekretnina | Vrijednost (Tipičan) | Bilješke |
| Snaga prinosa (RP0.2) | 450-550 MPa | ~ 2x viši od 304/316; podržava tanji zidni dijelovi |
| Zatezna čvrstoća (Rm) | 650-800 MPa | Snažne strukturne performanse pod stresom |
| Izduženje (A5) | ≥ 25% | Dobra duktilnost za formiranje i zavarivanje |
| Tvrdoća (Hbw) | ≤ 230 Brinell | Umjerena tvrdoća; Otporan na habanje u odnosu na 304 |
| Utjecaj žilavost | > 100 J (Na sobnoj temp) | Dobra snaga utjecaja; Smanjuje se na podne nulti temperature |
| Snaga umora | ~ 300 MPa (procijenjen) | Varira od površinske završne obrade i vrstu učitavanja |
Fizička svojstva
| Nekretnina | Tipična vrijednost | Bilješke |
| Gustina | ~ 7,80 g / cm³ | Malo manje od austenitnog nehrđajućeg nehrđajuća zbog ferita |
| Modul elastičnosti (E) | ~ 200 GPA | Slično većini nehrđajućih čelika |
| Toplotna provodljivost (100° C) | ~ 18 W / m · K | Veće od austenitnih razreda; Bolja rasipanja topline |
| Koeficijent toplotne ekspanzije | ~ 13.0 × 10⁻⁶ / K (20-100 ° C) | Niži od 304/316; Smanjuje termičko izobličenje |
| Električna otpornost | ~ 0,80 μω · m | Malo niže od austenitnih čelika |
| Magnetno ponašanje | Djelomično magnetna | Zbog feritnog sadržaja; može se magnetizirati pod stresom |
5. Otpornost na koroziju
Aisi 2304 ponuda Izvrsna opća otpornost na koroziju, posebno u okruženjima sa umjerenim kloridima.
- Drvo (Ekvivalentni broj otpornosti na otpor): ~ 24-26
(Uporediv sa AISI 316, što obično ima pren od 23-25) - Otpor klorid izazvanom SCC-u: Superiorni 304/316, Zahvaljujući feritnom fazi.
- Pucketice i korozije: Izvodi dobro u blago kiselim i bočanim okruženjima.
- Ne preporučuje se Za visoko agresivne hloride ili servis kiselog plina (H₂s okruženja).
6. Prednosti i ograničenja AISI 2304 Duplex nerđajući čelik
Prednosti
- Veća mehanička čvrstoća
Otprilike dvostruko snage prinosa 304/316 Austenitni nehrđajući čelici (≈450 MPA VS. ≈220 MPa), omogućava tanjim dijelovima i lakšim strukturama. - Dobra otpornost na koroziju
Ekvivalentni broj otpornosti na otpor (Drvo) oko 24-26, Pogodno za blagu do umjerene kloridne okruženja kao što su procesne zone vode i prskanja. - Isplativo
Donji nikl (~ 3,5%) i molibden (~ 0,3%) Sadržaj smanjuje nestabilnost materijala i ukupne troškove životnog ciklusa. - Odlična zavarivost
Pravilni postupci zavarivanja održavaju fazni saldo i odupiru se intergranularnim korozijom; lakše zavarenju od dupleks čelika višeg razreda. - Niska toplotna ekspanzija
Niži koeficijent termičke ekspanzije u odnosu na austenitne čelike, Smanjenje termičke distorzije u strukturnim aplikacijama. - Nadređeno pucanje korozije stresa (SCC) Otpor
Dupleks mikrostruktura nudi mnogo bolji otpor SCC-a u okruženju hlorida nego 304/316 ocjene. - Zantine za okoliš
Smanjena upotreba kritičnih sirovina poput nikla i molibdena poboljšava stabilnost održivosti i lančana opskrbe.
Ograničenja
- Ograničena prikladnost za visoki hlorid ili kiseli okruženja
Ne preporučuje se za oštre marine, uranjanje morske vode, ili H2S-sadrže kisele uslugu; Viši dupleks ocjene (2205, 2507) preferiraju se. - Niža utjecaj na kriogene temperature
Feritna faza može smanjiti žilavost ispod -40 ° C u odnosu na potpuno austenitni nehrđajući čelici. - Osjetljivost zavarivanja
Prekomjerni toplotni ulaz ili loše prakse zavarivanja mogu uzrokovati krhke intermetralne faze, Kompromitiranje otpornosti na koroziju. - OBRAZOVANJE manje od austenitnih razreda
Zahtijeva veće formiranje sila tijekom hladnog rada i teži da ima više proljnih. - Ne može se očvrsnuti termičkim tretmanom
Mehanička svojstva ovise o hemiji i preradi; Nije moguće otvrdnjavanje oborina. - Ograničena dostupnost u velikim veličinama
U poređenju sa zajedničkim razredima poput 304 ili 316, 2304 manje je široko dostupna u velikim pločama, cijevi, ili barovi.
7. Primjene AISI-ja 2304 Duplex nerđajući čelik
Aisi 2304 Dupleks nehrđajući čelik koristi se u raznim zahtjevnim industrijskim i strukturnim aplikacijama, Zahvaljujući izvrsnoj ravnoteži snage, Otpornost na koroziju, i izdržljivost.
- Mostovi: Strukturne komponente koje zahtijevaju visoku čvrstoću i otpornost na koroziju da izlože izloženost okolišu.
- Spremnici za skladištenje: Plovila za skladištenje tečnosti, uključujući korozivne supstance, Tamo gdje su izdržljivost i nepropusnost zategnute kritične.
- Grijači vode: Komponente izložene zagrijanim vodama i blagim korozivnim okruženjima.
- Izmjenjivači topline: Oprema olakšavanje efikasnog termičkog prijenosa u hemikaliju, pročišćavanje vode, i industrijski procesi.
- Plodovi pod pritiskom: Kontejneri dizajnirani za držanje gasova ili tečnosti pri visokom pritisku s pouzdanim strukturalnim integritetom.
- Pitable vodovodne cijevi: Cijevi koje se koriste u vodovodnim sistemima koji zahtijevaju otpor korozije i dugog radničkog vijeka.
- Sistemi za čišćenje dimnih gasova: Komponente u sistemima kontrole emisija koji su se pružali kiselim i korozivnim dimnim gasovima.
- Sustavi morske vode: Cevi i oprema izložena morskoj vodi, koristi od poboljšanog otpora klorida.
- Postrojenja za desalinacije: Oprema i cjevovodi koje se koriste u pretvaranju morske vode u slatku vodu pod blago agresivnim uvjetima.
- Komponente konstrukcijskog dizajna: Različiti arhitektonski i inženjerski dijelovi koji zahtijevaju mehaničku čvrstoću i otpornost na koroziju.
- Rotori, Impeleri, i osovine: Rotirajuće dijelove u pumpama i turbinama potrebna je odlična otpornost na habanje i mehaničke performanse.
- Vatreni i eksplozijski zidovi na offshore platformama: Sigurnosne barijere u oštrim morskim okruženjima gdje su otpornost na požar i trajnost najvažniji.
- Teretni sustavi i cjevovodi na tankerima na hemijskim proizvodima: Otporan na koroziju i transport agresivnih hemikalija.
- Opće usluge cijevi i instrumentacijske cijevi: Svestrana rješenja cijevi za umjerene uvjete korozivnih usluga u više industrija.
8. Poređenje sa sličnim legurima
| Legura | Sastav naglašava | Snaga | Otpornost na koroziju | Efikasnost troškova | Tipične aplikacije | Bilješke |
| Aisi 2304 | ~ 23% CR, 4.5% U, 0.7% Mo, N | Prinos ~ 450 MPa, Tenzile ~ 650 MPa | Dobro u blagim okruženjima hlorida (Wood ~ 24-26) | Niži troškovi od većih dupleksnih razreda | Pročišćavanje vode, Hemijska obrada, Strukturne komponente | Lean dupleks sa uravnoteženim svojstvima |
| Aisi 304/316 | 304: 18-20% CR, 8-10.5% U; 316: dodaje 2-3% Mo | Prinos ~ 215 MPa (304), ~ 290 MPa (316) | Umjeren (316 bolje u hloridima) | Niži početni troškovi, ali niže čvrstoće | Hrana, pića, Opći otpor korozije | Austenitan; manje snage, Više duktilnijih |
| Aisi 2205 | ~ 22% CR, 5-6.5% U, 3% Mo, N | Prinos ~ 520 MPa, zatezanje ~ 750 MPa | Visoko (Wood ~ 33) | Veći trošak od 2304 | Agresivna hemikalija, marine, i ulje & plin | Standardni dupleks sa vrhunskom otpornošću na koroziju |
| Super dupleks (2507) | ~ 25-26% CR, 7% U, 4% Mo, N | Prinos ~ 620 MPa, Tenzile ~ 850 MPa | Vrlo visok (Drvo >40) | Premium trošak | Teška hlorida i kiselo okruženje | Najbolja korozija i snaga, skuplje |
| Carbon čelik + Premazi | Uglavnom fe, niska cr | Prinos ~ 250-400 MPa | Zavisi od premaza | Niski početni trošak | General Strukturni u kojem se kontrolira korozija | Manje otporan na koroziju, Intenzivno održavanja |
9. Zaključak
Aisi 2304 Dupleks nehrđajući čelik je svestran, Ledena dupleksa legura koja uravnotežuje snagu, Otpornost na koroziju, i trošak.
Idealno za aplikacije koje uključuju umjerenu ekspoziciju hlorida i zahtijevaju poboljšana mehanička svojstva,
sve se više odabira kao isplativa alternativa 304, 316, paran 2205, posebno u izgradnji, pročišćavanje vode, i sektori hemijskog obrade.
