1. Perkenalan
Baja tahan karat diklasifikasikan ke dalam lima keluarga utama - jijik, Austenitic, martensit, presipitasi-hardening, dan dupleks.
Di antara mereka, baja tahan karat dupleks Gabungkan fitur terbaik dari struktur feritik dan austenitik, menawarkan kekuatan mekanik yang lebih tinggi dan resistensi korosi superior.
Aisi 2304, juga dikenal sebagai DI DALAM 1.4362, milik ramping dupleks kategori. Kelas rendah ini memberikan struktur yang seimbang (~ 50% ferit, ~ 50% austenite) Sambil meminimalkan penggunaan elemen mahal seperti nikel dan molibdenum.
Ini sangat cocok untuk aplikasi yang menuntut kekuatan dan resistensi korosi tanpa biaya tinggi dupleks premium atau kelas super austenitic.
2. Apa itu Aisi 2304 (DI DALAM 1.4362) Dupleks stainless steel?
Aisi 2304, juga dikenal sebagai DI DALAM 1.4362 atau US S32304, adalah a ramping dupleks baja tahan karat dicirikan oleh a Struktur mikro fase ganda-sekitar 50% ferit (BCC) Dan 50% Austenite (FCC).
Keseimbangan dupleks ini memberikan a Kombinasi kekuatan mekanik yang unik, resistensi korosi, dan efisiensi biaya, menjadikannya bahan yang semakin populer dalam aplikasi industri.
Itu fase feritik memberikan kekuatan luluh tinggi, resistensi terhadap retak korosi stres yang diinduksi klorida (SCC), dan ekspansi termal yang lebih rendah.
Itu fase austenitic berkontribusi pada daktilitas, kekerasan, dan peningkatan resistensi korosi, terutama di lingkungan yang agak agresif.
Penunjukan standar untuk AISI 2304 Dupleks stainless steel
| Organisasi Standar | Penunjukan kelas | Keterangan |
| Aisi / Astm | Aisi 2304 / ASTM A240 S32304 | Penunjukan Amerika untuk Produk Lembar dan Lempeng Stainless Duplex |
| KITA | S32304 | Sistem penomoran terpadu (Klasifikasi Paduan Amerika Utara) |
| DI DALAM / Iso | 1.4362 / X2crnin23-4 | Standar Eropa (DI DALAM 10088); Penamaan Internasional ISO |
| DARI | X2crnin23-4 | Penunjukan Standar Jerman (Anda 10088-1) |
| Iso | X02cr23ni4cun | Penunjukan berbasis kimia per ISO 15510 |
3. Komposisi Kimia dari 2304 Dupleks stainless steel
Aisi 2304 (DI DALAM 1.4362) diklasifikasikan sebagai a baja tahan karat dupleks ramping—Desain untuk menawarkan keseimbangan kekuatan, resistensi korosi, dan efisiensi biaya dengan mengurangi penggunaan elemen paduan mahal seperti nikel dan molibdenum.
Struktur dupleksnya (dengan kasar 50% ferit dan 50% Austenite) distabilkan melalui kontrol yang tepat atas susunan kimianya, khususnya kromium, nikel, dan nitrogen.
Komposisi Kimia Khas (% dengan berat):
| Elemen | Kisaran khas (%) | Fungsi |
| Kromium (Cr) | 21.5 - - 24.5 | Meningkatkan korosi umum dan resistensi oksidasi; kunci untuk stabilitas dupleks |
| Nikel (Di dalam) | 3.0 - - 5.5 | Mempromosikan fase austenite; Meningkatkan ketangguhan dan kemampuan las |
| Molybdenum (Mo) | ≤ 0.6 | Opsional; Meningkatkan resistensi korosi pitting dalam media klorida |
| Nitrogen (N) | 0.05 - - 0.20 | Meningkatkan kekuatan; membantu menstabilkan fase austenit dalam komposisi lean |
| Mangan (M N) | ≤ 2.5 | AIDS Deoksidasi dan perilaku kerja panas |
| Silikon (Dan) | ≤ 1.0 | Meningkatkan resistensi oksidasi; Deoxidizer |
| Karbon (C) | ≤ 0.030 | Karbon rendah meningkatkan kemampuan las dan mencegah korosi intergranular |
| Fosfor (P) | ≤ 0.040 | Elemen residual; tetap rendah untuk mencegah embrittlement |
| Sulfur (S) | ≤ 0.015 | Sisa; diminimalkan untuk meningkatkan daktilitas dan resistensi korosi |
| Besi (Fe) | Keseimbangan | Logam dasar; membentuk matriks fase ferit dan austenit |
4. Sifat mekanis dan fisik 2304 Dupleks stainless steel
Aisi 2304 (DI DALAM 1.4362) Duplex Stainless Steel menawarkan kombinasi kekuatan yang sangat baik, resistensi korosi, dan daktilitas sedang, menjadikannya ideal untuk aplikasi struktural dan layanan korosif di mana biaya dan kinerja harus seimbang.
Sifat mekanik yang khas
| Milik | Nilai (Khas) | Catatan |
| Kekuatan luluh (RP0.2) | 450–550 MPa | ~ 2x lebih tinggi dari 304/316; mendukung bagian dinding yang lebih tipis |
| Kekuatan tarik (Rm) | 650–800 MPa | Kinerja struktural yang kuat di bawah tekanan |
| Pemanjangan (A5) | ≥ 25% | Keuletan yang baik untuk membentuk dan pengelasan |
| Kekerasan (HBW) | ≤ 230 Brinell | Kekerasan sedang; tahan keausan dibandingkan dengan 304 |
| Dampak ketangguhan | > 100 J (di Temp) | Kekuatan dampak yang baik; berkurang pada suhu di bawah nol |
| Kekuatan kelelahan | ~ 300 MPa (diperkirakan) | Bervariasi dengan lapisan akhir dan jenis pemuatan |
Sifat fisik
| Milik | Nilai khas | Catatan |
| Kepadatan | ~ 7.80 g/cm³ | Sedikit kurang dari stainless austenitic karena ferit |
| Modulus elastisitas (E) | ~ 200 IPK | Mirip dengan kebanyakan baja tahan karat |
| Konduktivitas termal (100° C.) | ~ 18 w/m · k | Lebih tinggi dari nilai austenitic; disipasi panas yang lebih baik |
| Koefisien ekspansi termal | ~ 13.0 × 10⁻⁶ /k (20–100 ° C.) | Lebih rendah dari 304/316; Mengurangi distorsi termal |
| Resistivitas listrik | ~ 0,80 µΩ · m | Sedikit lebih rendah dari baja austenitik |
| Perilaku magnetik | Sebagian magnet | Karena konten ferit; dapat dimagnetisasi di bawah tekanan |
5. Resistensi korosi
Aisi 2304 Penawaran resistensi korosi umum yang sangat baik, Terutama di lingkungan dengan klorida sedang.
- Kayu (Jumlah setara resistansi pitting): ~ 24–26
(Sebanding dengan AISI 316, yang biasanya memiliki pren 23–25) - Resistensi terhadap SCC yang diinduksi klorida: Unggul dari 304/316, Berkat fase ferit.
- Celah dan korosi pitting: Berkinerja baik di lingkungan yang agak asam dan payau.
- Tidak direkomendasikan untuk klorida yang sangat agresif atau layanan gas asam (Lingkungan h).
6. Keuntungan dan Keterbatasan AISI 2304 Dupleks stainless steel
Keuntungan
- Kekuatan mekanik yang lebih tinggi
Kira -kira dua kali kekuatan luluh 304/316 Baja tahan karat austenitic (≈450 MPa vs.. ≈220 MPa), memungkinkan untuk bagian yang lebih tipis dan struktur yang lebih ringan. - Resistensi korosi yang baik
Jumlah setara resistansi pitting (Kayu) sekitar 24–26, Cocok untuk lingkungan klorida ringan hingga sedang seperti air proses dan zona percikan. - Hemat biaya
Nikel bawah (~ 3,5%) dan molibdenum (~ 0,3%) Konten mengurangi volatilitas biaya material dan total biaya siklus hidup. - Kemampuan las yang sangat baik
Prosedur pengelasan yang tepat mempertahankan keseimbangan fase dan menahan korosi intergranular; lebih mudah dilas daripada baja dupleks tingkat tinggi. - Ekspansi termal rendah
Koefisien ekspansi termal yang lebih rendah dibandingkan dengan baja austenitik, Mengurangi distorsi termal dalam aplikasi struktural. - Retak korosi stres yang unggul (SCC) Perlawanan
Mikrostruktur dupleks menawarkan resistensi SCC yang jauh lebih baik di lingkungan klorida daripada 304/316 nilai. - Manfaat Lingkungan
Mengurangi penggunaan bahan baku kritis seperti nikel dan molibdenum meningkatkan keberlanjutan dan stabilitas rantai pasokan.
Batasan
- Kesesuaian terbatas untuk lingkungan klorida tinggi atau asam
Tidak direkomendasikan untuk Marinir yang keras, Perendaman air laut, atau layanan asam yang mengandung H2S; nilai dupleks yang lebih tinggi (2205, 2507) lebih disukai. - Ketangguhan dampak yang lebih rendah pada suhu cryogenic
Fase feritik dapat mengurangi ketangguhan di bawah −40 ° C dibandingkan dengan baja tahan karat sepenuhnya austenitik. - Sensitivitas pengelasan
Input panas yang berlebihan atau praktik pengelasan yang buruk dapat menyebabkan fase intermetalik yang rapuh, Kompromi resistensi korosi. - Formabilitas kurang dari nilai austenitic
Membutuhkan kekuatan pembentukan yang lebih tinggi selama kerja dingin dan cenderung memiliki lebih banyak Springback. - Tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas
Sifat mekanik tergantung pada kimia dan pemrosesan; tidak ada pengerasan presipitasi yang memungkinkan. - Ketersediaan terbatas dalam ukuran besar
Dibandingkan dengan nilai umum seperti 304 atau 316, 2304 kurang tersedia secara luas di piring besar, pipa, atau bar.
7. Aplikasi AISI 2304 Dupleks stainless steel
Aisi 2304 Duplex Stainless Steel digunakan dalam berbagai aplikasi industri dan struktural yang menuntut, Berkat keseimbangan kekuatannya yang sangat baik, resistensi korosi, dan daya tahan.
- Jembatan: Komponen Struktural Membutuhkan Kekuatan Tinggi dan Ketahanan Korosi untuk menahan paparan lingkungan.
- Tangki penyimpanan: Kapal untuk menyimpan cairan, termasuk zat korosif, di mana daya tahan dan ketat sangat penting.
- Pemanas air: Komponen yang terpapar air yang dipanaskan dan lingkungan korosif ringan.
- Penukar panas: Peralatan memfasilitasi transfer termal yang efisien dalam bahan kimia, pengolahan air, dan proses industri.
- Kapal Tekanan: Wadah yang dirancang untuk menahan gas atau cairan pada tekanan tinggi dengan integritas struktural yang andal.
- Pipa air minum: Pipa yang digunakan dalam sistem pasokan air yang menuntut ketahanan korosi dan umur layanan yang panjang.
- Sistem pembersihan gas buang: Komponen dalam sistem kontrol emisi yang menahan gas buang asam dan korosif.
- Sistem air laut: Pipa dan peralatan yang terpapar air laut, mendapat manfaat dari peningkatan resistensi klorida.
- Tanaman desalinasi: Peralatan dan perpipaan yang digunakan dalam mengubah air laut menjadi air tawar dalam kondisi yang agak agresif.
- Komponen Desain Struktural: Berbagai bagian arsitektur dan teknik yang membutuhkan kekuatan mekanik dan ketahanan korosi.
- Rotor, Impeler, dan poros: Bagian berputar dalam pompa dan turbin yang membutuhkan ketahanan aus yang sangat baik dan kinerja mekanik.
- Dinding api dan ledakan di platform lepas pantai: Hambatan keselamatan di lingkungan laut yang keras di mana ketahanan kebakaran dan daya tahan adalah yang terpenting.
- Sistem penahanan dan perpipaan kargo pada tanker kimia: Penahanan yang tahan korosi dan pengangkutan bahan kimia agresif.
- Perpipaan Layanan Umum dan Tubing Instrumentasi: Solusi perpipaan serbaguna untuk kondisi layanan korosif sedang di berbagai industri.
8. Perbandingan dengan paduan serupa
| Paduan | Sorotan Komposisi | Kekuatan | Resistensi korosi | Efisiensi biaya | Aplikasi khas | Catatan |
| Aisi 2304 | ~ 23% cr, 4.5% Di dalam, 0.7% Mo, N | Hasil ~ 450 MPa, Tarik ~ 650 MPa | Baik di lingkungan klorida ringan (Kayu ~ 24–26) | Biaya lebih rendah dari nilai dupleks yang lebih tinggi | Pengolahan air, Pemrosesan Kimia, komponen struktural | Ramping dupleks dengan sifat seimbang |
| Aisi 304/316 | 304: 18-20% Cr, 8-10.5% Di dalam; 316: menambahkan 2-3% Mo | Hasil ~ 215 MPa (304), ~ 290 MPa (316) | Sedang (316 lebih baik di klorida) | Menurunkan biaya awal tetapi kekuatan yang lebih rendah | Makanan, minuman, Resistensi Korosi Umum | Austenitic; Kekuatan yang lebih sedikit, lebih ulet |
| Aisi 2205 | ~ 22% cr, 5-6.5% Di dalam, 3% Mo, N | Hasil ~ 520 MPa, Tarik ~ 750 MPa | Tinggi (Kayu ~ 33) | Biaya lebih tinggi dari 2304 | Bahan kimia agresif, laut, dan minyak & gas | Dupleks standar dengan resistensi korosi superior |
| Super dupleks (2507) | ~ 25-26% cr, 7% Di dalam, 4% Mo, N | Hasil ~ 620 MPa, Tarik ~ 850 MPa | Sangat tinggi (Kayu >40) | Biaya premium | Lingkungan klorida dan asam yang parah | Korosi dan Kekuatan Terbaik, lebih mahal |
| Baja Karbon + Pelapis | Terutama Fe, cr rendah | Hasil ~ 250-400 MPa | Tergantung pada lapisan | Biaya awal yang rendah | Struktur umum di mana korosi dikendalikan | Lebih sedikit tahan korosi, pemeliharaan intensif |
9. Kesimpulan
Aisi 2304 dupleks stainless steel adalah serbaguna, paduan ramping dupleks yang menyeimbangkan kekuatan, resistensi korosi, dan biaya.
Ideal untuk aplikasi yang melibatkan paparan klorida sedang dan membutuhkan sifat mekanik yang ditingkatkan,
semakin dipilih sebagai a alternatif hemat biaya untuk 304, 316, dan bahkan 2205, terutama dalam konstruksi, pengolahan air, dan sektor pemrosesan kimia.
