1. مقدمه
فولادهای ضد زنگ به پنج خانواده اصلی طبقه بندی می شوند - فریایت, وابسته به اوستن, وابسته به مارتنز, بارش بار, و دوبلکس.
در میان آنها, فولادهای ضد زنگ دوبلکس بهترین ویژگی های ساختارهای فریتیت و آستنیتی را با هم ترکیب کنید, قدرت مکانیکی بالاتر و مقاومت در برابر خوردگی برتر.
عتیقه 2304, همچنین به عنوان شناخته می شود در 1.4362, متعلق به دوپلکس لاغر دسته. این درجه کم آلیاژ یک ساختار متعادل را فراهم می کند (50 ٪ فریت, 50 ٪ آستنیت) در حالی که استفاده از عناصر گران قیمت مانند نیکل و مولیبدن را به حداقل می رساند.
این خصوصاً برای برنامه هایی که نیاز به مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی دارند بدون هزینه بالای نمرات دوتایی یا فوق العاده آستنیتی مناسب است..
2. AISI چیست 2304 (در 1.4362) فولاد ضد زنگ دوبلکس?
عتیقه 2304, همچنین به عنوان شناخته می شود در 1.4362 یا S32304 ایالات متحده, است دوپلکس لاغر فولاد ضد زنگ مشخص شده توسط a ریزساختار دو فاز- به طور تقاضا 50% فریت (سال قبل از میلاد) وت 50% وابسته به اوستن (FCC).
این تعادل دوبلکس به ترکیبی منحصر به فرد از قدرت مکانیکی, مقاومت در برابر خوردگی, و راندمان هزینه, تبدیل آن به یک ماده به طور فزاینده ای در کاربردهای صنعتی.
در فاز فوری قدرت عملکرد بالایی را فراهم می کند, مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس ناشی از کلرید (SCC), و گسترش حرارتی پایین.
در مرحله اوستن به انعطاف پذیری کمک می کند, سختی, و مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته است, به خصوص در محیط های ملایم تهاجمی.
تعیین استاندارد برای AISI 2304 فولاد ضد زنگ دوبلکس
| سازمان استاندارد | تعیین درجه | توضیحات |
| عتیقه / عید | عتیقه 2304 / ASTM A240 S32304 | نامگذاری آمریکایی برای ورق ضد زنگ دوبلکس و صفحه |
| ما | S32304 | سیستم شماره گذاری متحد (طبقه بندی آلیاژ آمریکای شمالی) |
| در / ISO | 1.4362 / x2crnin23-4 | معیار اروپایی (در 10088); نامگذاری بین المللی ISO |
| از | x2crnin23-4 | تعیین استاندارد آلمانی (یکی شما 10088-1) |
| ISO | x02CR23NI4Cun | تعیین مبتنی بر شیمیایی در هر ISO 15510 |
3. ترکیب شیمیایی 2304 فولاد ضد زنگ دوبلکس
عتیقه 2304 (در 1.4362) به عنوان طبقه بندی می شود فولاد ضد زنگ دوبلکس لاغر- طراحی شده برای ارائه تعادل قدرت, مقاومت در برابر خوردگی, و راندمان هزینه با کاهش استفاده از عناصر گران قیمت آلیاژ مانند نیکل و مولیبدن.
ساختار دوبلکس آن (تقریباً 50% فریت و 50% وابسته به اوستن) از طریق کنترل دقیق آرایش شیمیایی آن تثبیت می شود, مخصوصاً کروم, نیکل, نیتروژن.
ترکیب شیمیایی معمولی (% با وزن):
| عنصر | دامنه معمولی (%) | عمل |
| کروم (کلوچه) | 21.5 - 24.5 | مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون عمومی را بهبود می بخشد; کلید پایداری دوبلکس |
| نیکل (در) | 3.0 - 5.5 | مرحله آستنیت را ترویج می کند; چقرمگی و جوشکاری را تقویت می کند |
| مولیبدن (مس) | رده 0.6 | اختیاری; مقاومت در برابر خوردگی را در رسانه های کلرید تقویت می کند |
| نیتروژن (حرف) | 0.05 - 0.20 | قدرت را افزایش می دهد; به تثبیت مرحله آستنیت در ترکیبات لاغر کمک می کند |
| منگنز (منگنه) | رده 2.5 | به اکسیداسیون و رفتار داغ کمک می کند |
| سیلیکون (وت) | رده 1.0 | مقاومت اکسیداسیون را افزایش می دهد; اکسید کننده |
| کربن (جف) | رده 0.030 | کربن کم قابلیت جوشکاری را بهبود می بخشد و از خوردگی بین دانه ای جلوگیری می کند |
| فسفر (پ) | رده 0.040 | عنصر باقیمانده; برای جلوگیری از آغوش کم نگه داشته شده است |
| گوگرد (حرف) | رده 0.015 | پس مانده; برای بهبود انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خوردگی به حداقل می رسد |
| اتو کردن (با) | تعادل | فلز پایه; ماتریس هر دو مراحل فریت و آستنیت را تشکیل می دهد |
4. خصوصیات مکانیکی و فیزیکی 2304 فولاد ضد زنگ دوبلکس
عتیقه 2304 (در 1.4362) استیل ضد زنگ دوبلکس ترکیبی عالی از استحکام را ارائه می دهد, مقاومت در برابر خوردگی, و انعطاف پذیری متوسط, آن را برای برنامه های کاربردی خدمات ساختاری و خورنده که در آن هزینه و عملکرد باید متعادل باشد ایده آل می کند.
خصوصیات مکانیکی معمولی
| دارایی | ارزش (معمولی) | یادداشت ها |
| قدرت عملکرد (RP0.2) | 450–550 MPa | ~ 2 برابر بالاتر از 304/316; از بخش های دیواری نازک تر پشتیبانی می کند |
| استحکام کششی (RM) | 650-800 MPa | عملکرد ساختاری قوی تحت استرس |
| کشیدگی (A5) | ≥ 25% | انعطاف پذیری خوب برای تشکیل و جوشکاری |
| سختی (HBW) | رده 230 برینل | سختی متوسط; مقاوم در برابر سایش در مقایسه با 304 |
| سختی | > 100 j (در دمای اتاق) | قدرت ضربه خوب; در دمای زیر صفر کاهش می یابد |
| قدرت خستگی | 300 پوند MPa (تخمین زده شده) | با سطح سطح و نوع بارگذاری متفاوت است |
خصوصیات فیزیکی
| دارایی | ارزش معمولی | یادداشت ها |
| تراکم | 7.80 گرم در سانتی متر مربع | کمی کمتر از ضد زنگ آستنیتی به دلیل فریت |
| مدول خاصیت خاصیت ارتجاعی (اشمیه) | 200 پوند GPA | شبیه به بیشتر فولادهای ضد زنگ |
| هدایت حرارتی (100درجه سانتیگراد) | ~ 18 w/m · k | بالاتر از نمرات آستنیتی; اتلاف گرمای بهتر |
| ضریب انبساط حرارتی | ~ 13.0 × 10 ⁻⁶ /k (20-100 درجه سانتیگراد) | پایین تر از 304/316; اعوجاج حرارتی را کاهش می دهد |
| مقاومت الکتریکی | 0.80 μΩ · متر | کمی پایین تر از فولادهای آستنیتی |
| رفتار مغناطیسی | تا حدی مغناطیسی | به دلیل محتوای فریت; تحت استرس می توان مغناطیس کرد |
5. مقاومت در برابر خوردگی
عتیقه 2304 پیشنهاد مقاومت در برابر خوردگی عمومی عالی, به خصوص در محیط هایی با کلریدهای متوسط.
- چوب (تعداد معادل مقاومت مقاومت): 24-26 پوند
(قابل مقایسه با AISI 316, که به طور معمول دارای 23-25 است) - مقاومت در برابر SCC ناشی از کلرید: برتر از 304/316, با تشکر از مرحله فریت.
- CREVICE و CORROSION: در محیط های خفیف اسیدی و شکننده عملکرد خوبی دارد.
- توصیه نمی شود برای کلریدهای بسیار تهاجمی یا سرویس گاز ترش (محیط های h₂s).
6. مزایا و محدودیت های AISI 2304 فولاد ضد زنگ دوبلکس
مزایا
- قدرت مکانیکی بالاتر
تقریباً دو برابر قدرت عملکرد 304/316 فولادهای ضد زنگ آستنیتی (450 MPa در مقابل. MPa 220 MPa), اجازه دادن به بخش های نازک تر و ساختارهای سبک تر. - مقاومت در برابر خوردگی خوب
تعداد معادل مقاومت مقاومت (چوب) حدود 24-26, مناسب برای محیط های کلرید خفیف تا متوسط مانند آب فرآیند و مناطق چلپ چلوپ. - مقرون به صرفه
نیکل پایین (3.5 ~) و مولیبدن (0.3 ~) محتوا نوسانات هزینه مواد و کل هزینه چرخه عمر را کاهش می دهد. - قابلیت جوشکاری عالی
روشهای جوشکاری مناسب تعادل فاز را حفظ کرده و در برابر خوردگی بین دانه ای مقاومت می کند; جوشکاری راحت تر از فولادهای دوبلکس درجه بالاتر. - گسترش حرارتی کم
ضریب پایین تر از گسترش حرارتی در مقایسه با فولادهای آستنیتی, کاهش اعوجاج حرارتی در کاربردهای ساختاری. - ترک خوردگی استرس برتر (SCC) مقاومت
ریزساختار دوبلکس مقاومت SCC بسیار بهتری را در محیط های کلرید ارائه می دهد تا 304/316 درجه. - مزایای زیست محیطی
کاهش استفاده از مواد اولیه بحرانی مانند نیکل و مولیبدن ، پایداری و پایداری زنجیره تأمین را بهبود می بخشد.
محدودیت ها
- مناسب بودن محدود برای کلرید یا محیط های ترش بالا
برای دریایی خشن توصیه نمی شود, غوطه وری آب دریا, یا سرویس ترش حاوی H2S; نمرات دوبلکس بالاتر (2205, 2507) ترجیح داده می شوند. - مقاومت در برابر ضربه کمتر در دمای کرایوژنیک
فاز فریتیک می تواند در مقایسه با فولادهای ضد زنگ کاملاً آستنیتی ، چقرمگی زیر 40 درجه سانتیگراد را کاهش دهد. - حساسیت به جوشکاری
ورودی بیش از حد گرمای یا شیوه های جوشکاری ضعیف ممکن است باعث فازهای بین فلزی شکننده شود, مقاومت در برابر خوردگی. - شکل پذیری کمتر از نمرات آستنیتی
به نیروهای تشکیل دهنده بالاتری در حین کار سرماخوردگی نیاز دارد و تمایل به بازگشت بیشتر دارد. - با عملیات حرارتی نمی توان سخت شد
خصوصیات مکانیکی به شیمی و پردازش بستگی دارد; سخت شدن بارندگی امکان پذیر نیست. - در دسترس بودن محدود در اندازه های بزرگ
در مقایسه با نمرات متداول مانند 304 یا 316, 2304 در صفحات بزرگ کمتر در دسترس است, لوله, یا میله.
7. برنامه های AISI 2304 فولاد ضد زنگ دوبلکس
عتیقه 2304 از فولاد ضد زنگ دوبلکس در انواع کاربردهای صنعتی و ساختاری خواستار استفاده می شود, با تشکر از تعادل عالی قدرت, مقاومت در برابر خوردگی, و دوام.
- پل: اجزای ساختاری که نیاز به مقاومت بالا و مقاومت در برابر خوردگی دارند در برابر قرار گرفتن در معرض محیط زیست.
- مخازن ذخیره سازی: کشتی برای ذخیره مایعات, از جمله مواد خورنده, جایی که دوام و تنگ بودن نشت بسیار مهم است.
- آبگرمکن: مؤلفه هایی که در معرض آب گرم شده و محیط های خورنده خفیف قرار دارند.
- مبدلهای حرارتی: تجهیزات تسهیل انتقال حرارتی کارآمد در مواد شیمیایی, تصفیه آب, و فرآیندهای صنعتی.
- رگهای فشار: ظروف طراحی شده برای نگه داشتن گازها یا مایعات با فشار زیاد با یکپارچگی ساختاری قابل اعتماد.
- لوله های آب قابل شرب: لوله های مورد استفاده در سیستم های آبرسانی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و عمر طولانی دارند.
- سیستم های تمیز کردن گاز دودکش: اجزای موجود در سیستم های کنترل انتشار که در برابر گازهای دودکش اسیدی و خورنده مقاومت می کنند.
- سیستم های آب دریا: لوله ها و تجهیزات در معرض آب دریا, از مقاومت در برابر کلرید پیشرفته بهره مند می شوید.
- گیاهان نمک زدایی: تجهیزات و لوله کشی مورد استفاده در تبدیل آب دریا به آب شیرین در شرایط خفیف تهاجمی.
- اجزای طراحی ساختاری: قطعات مختلف معماری و مهندسی که نیاز به مقاومت مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی دارند.
- روتور, سرپرست, و شفت ها: قطعات چرخان در پمپ ها و توربین هایی که به مقاومت در برابر سایش عالی و عملکرد مکانیکی نیاز دارند.
- دیوارهای آتش و انفجار در سکوهای دریایی: موانع ایمنی در محیط های دریایی سخت که مقاومت در برابر آتش و دوام مهم است.
- محموله ها و سیستم های لوله کشی روی تانکرهای شیمیایی: مهار مقاوم در برابر خوردگی و حمل و نقل مواد شیمیایی تهاجمی.
- لوله کشی خدمات عمومی و لوله کشی: راه حل های لوله کشی همه کاره برای شرایط خدمات خورنده متوسط در صنایع متعدد.
8. مقایسه با آلیاژهای مشابه
| الیاژ | نکات برجسته ترکیب | قدرت | مقاومت در برابر خوردگی | راندمان هزینه | برنامه های معمولی | یادداشت ها |
| عتیقه 2304 | 23 ~ Cr, 4.5% در, 0.7% مس, حرف | عملکرد 450 پوند MPa, کششی 650 MPa | در محیط های کلرید خفیف خوب است (چوب 24-26 ~) | هزینه پایین تر از نمرات دوبلکس بالاتر | تصفیه آب, پردازش شیمیایی, مؤلفه های ساختاری | دوبلکس لاغر با خصوصیات متعادل |
| عتیقه 304/316 | 304: 18-20% کلوچه, 8-10.5% در; 316: اضافه کردن 2-3% مس | عملکرد 215 پوند MPa (304), 290 پوند MPa (316) | معتاد (316 در کلریدها بهتر است) | هزینه اولیه پایین اما قدرت پایین تر | غذا, نوشیدنی, مقاومت در برابر خوردگی عمومی | وابسته به اوستن; قدرت کمتری, انعطاف پذیری بیشتر |
| عتیقه 2205 | 22 ٪ Cr, 5-6.5% در, 3% مس, حرف | عملکرد 520 پوند MPa, کششی 750 پوند MPa | عالی (چوب 33 ~) | هزینه بالاتر از 2304 | مواد شیمیایی تهاجمی, دریایی, و روغن & گاز | دوبلکس استاندارد با مقاومت در برابر خوردگی برتر |
| دوتایی فوق العاده (2507) | 25-26 ٪ Cr, 7% در, 4% مس, حرف | عملکرد 620 MPa, کششی 850 MPa | خیلی بلند (چوب >40) | هزینه حق بیمه | کلرید و محیطهای ترش شدید | بهترین خوردگی و قدرت, گرانتر |
| فولاد کربن + پوشش | عمدتا آهن, کم | عملکرد 250-400 MPa | بستگی به پوشش دارد | هزینه اولیه کم | ساختاری عمومی که در آن خوردگی کنترل می شود | مقاوم در برابر خوردگی کمتر, افزایشی |
9. پایان
عتیقه 2304 فولاد ضد زنگ دوبلکس همه کاره است, آلیاژ دوبلکس لاغر که قدرت را متعادل می کند, مقاومت در برابر خوردگی, و هزینه.
ایده آل برای برنامه های مربوط به قرار گرفتن در معرض کلرید متوسط و نیاز به خاصیت مکانیکی پیشرفته,
به طور فزاینده ای به عنوان یک انتخاب می شود جایگزین مقرون به صرفه برای 304, 316, و حتی 2205, مخصوصاً در ساخت و ساز, تصفیه آب, و بخش های پردازش شیمیایی.
