1. Introduzione
Gli acciai inossidabili sono classificati in cinque famiglie primarie: lettestra, austenitico, martensitico, Responsabile delle precipitazioni, e duplex.
Tra loro, Acciadi inossidabile duplex Combina le migliori caratteristiche delle strutture ferritiche e austenitiche, Offrire una maggiore resistenza meccanica e una resistenza alla corrosione superiore.
Aisi 2304, noto anche come IN 1.4362, appartiene al Lean Duplex categoria. Questo voto a basso livello fornisce una struttura ben bilanciata (~ 50% Ferrite, ~ 50% austenite) minimizzando l'uso di elementi costosi come il nichel e il molibdeno.
È particolarmente adatto per applicazioni che richiedono resistenza alla forza e alla corrosione senza l'alto costo dei voti duplex premium o super austenitici.
2. Cos'è Aisi 2304 (IN 1.4362) Acciaio inossidabile duplex?
Aisi 2304, noto anche come IN 1.4362 O US S32304, è un Lean Duplex acciaio inossidabile caratterizzato da a Microstruttura a doppia fase-circa 50% ferrite (BCC) E 50% Austenite (FCC).
Questo equilibrio duplex impartisce a Combinazione unica di resistenza meccanica, Resistenza alla corrosione, ed efficienza dei costi, rendendolo un materiale sempre più popolare nelle applicazioni industriali.
IL Fase ferritica Fornisce elevato resistenza alla snervamento, Resistenza al cracking della corrosione dello stress indotta da cloruro (SCC), e una minore espansione termica.
IL Fase austenitica contribuisce alla duttilità, tenacità, e una maggiore resistenza alla corrosione, soprattutto in ambienti leggermente aggressivi.
Designazioni standard per AISI 2304 Acciaio inossidabile duplex
| Organizzazione standard | Designazione di grado | Descrizione |
| Aisi / ASTM | Aisi 2304 / ASTM A240 S32304 | Designazione americana per tela inossidabile duplex e prodotti a piastre |
| NOI | S32304 | Sistema di numerazione unificata (Classificazione della lega nordamericana) |
| IN / Iso | 1.4362 / X2crnin23-4 | Standard europeo (IN 10088); ISO International Naming |
| DA | X2crnin23-4 | Designazione standard tedesca (Il tuo unico 10088-1) |
| Iso | X02CR23NI4CUN | Designazione a base chimica per ISO 15510 |
3. Composizione chimica di 2304 Acciaio inossidabile duplex
Aisi 2304 (IN 1.4362) è classificato come a acciaio inossidabile duplex magro—Designato per offrire un equilibrio di forza, Resistenza alla corrosione, ed efficienza dei costi riducendo l'uso di costosi elementi in lega come il nichel e il molibdeno.
La sua struttura duplex (all'incirca 50% ferrite e 50% Austenite) è stabilizzato attraverso il controllo preciso del suo trucco chimico, in particolare il cromo, nichel, e azoto.
Composizione chimica tipica (% in peso):
| Elemento | Gamma tipica (%) | Funzione |
| Cromo (Cr) | 21.5 - 24.5 | Migliora la corrosione generale e la resistenza all'ossidazione; Chiave per la stabilità duplex |
| Nichel (In) | 3.0 - 5.5 | Promuove la fase austenite; Migliora la tenacità e la saldabilità |
| Molibdeno (Mo) | ≤ 0.6 | Opzionale; Migliora la resistenza alla corrosione nella corrosione nei media di cloruro |
| Azoto (N) | 0.05 - 0.20 | Aumenta la forza; Aiuta a stabilizzare la fase dell'austenite nelle composizioni magre |
| Manganese (Mn) | ≤ 2.5 | Aiuta la disossidazione e il comportamento di lavoro a caldo |
| Silicio (E) | ≤ 1.0 | Migliora la resistenza all'ossidazione; desossidizzatore |
| Carbonio (C) | ≤ 0.030 | La bassa carbonio migliora la saldabilità e previene la corrosione intergranulare |
| Fosforo (P) | ≤ 0.040 | Elemento residuo; Mantenuto basso per prevenire l'abbraccio |
| Zolfo (S) | ≤ 0.015 | Residuo; ridotto al minimo per migliorare la duttilità e la resistenza alla corrosione |
| Ferro (Fe) | Bilancia | Metallo di base; forma la matrice di entrambe le fasi di ferrite e austenite |
4. Proprietà meccaniche e fisiche di 2304 Acciaio inossidabile duplex
Aisi 2304 (IN 1.4362) L'acciaio inossidabile duplex offre un'eccellente combinazione di resistenza, Resistenza alla corrosione, e moderata duttilità, rendendolo ideale per applicazioni strutturali e corrosivi in cui i costi e le prestazioni devono essere bilanciati.
Proprietà meccaniche tipiche
| Proprietà | Valore (Tipico) | Note |
| Forza di snervamento (RP0.2) | 450–550 MPA | ~ 2x superiore a 304/316; Supporta sezioni da parete più sottili |
| Resistenza alla trazione (Rm) | 650–800 MPA | Forti prestazioni strutturali sotto stress |
| Allungamento (A5) | ≥ 25% | Buona duttilità per la formazione e la saldatura |
| Durezza (HBW) | ≤ 230 Brinell | Moderata durezza; resistente all'usura rispetto a 304 |
| La tenacità dell'impatto | > 100 J (a temperatura ambiente) | Buona forza di impatto; si riduce a temperature sub-zero |
| Forza a fatica | ~ 300 MPA (stimato) | Varia con la finitura superficiale e il tipo di caricamento |
Proprietà fisiche
| Proprietà | Valore tipico | Note |
| Densità | ~ 7,80 g/cm³ | Leggermente meno dell'austra inossidabile austenitico a causa della ferrite |
| Modulo di elasticità (E) | ~ 200 GPA | Simile alla maggior parte degli acciai inossidabile |
| Conducibilità termica (100° C.) | ~ 18 W/M · K. | Superiore ai voti austenitici; migliore dissipazione del calore |
| Coefficiente di espansione termica | ~ 13,0 × 10⁻⁶ /k (20–100 ° C.) | Inferiore a 304/316; riduce la distorsione termica |
| Resistività elettrica | ~ 0,80 µΩ · m | Leggermente più basso degli acciai austenitici |
| Comportamento magnetico | Parzialmente magnetico | A causa del contenuto di ferrite; può essere magnetizzato sotto stress |
5. Resistenza alla corrosione
Aisi 2304 offerte Eccellente resistenza alla corrosione generale, soprattutto in ambienti con cloruri moderati.
- Legna (Numero equivalente alla resistenza alla resistenza): ~ 24–26
(Paragonabile ad AISI 316, che in genere ha un Pren di 23-25) - Resistenza alla SCC indotta da cloruro: Superiore a 304/316, Grazie alla fase della ferrite.
- Fessura e corrosione: Si comporta bene in ambienti leggermente acidi e salmastri.
- Non consigliato per cloruri altamente aggressivi o servizio a gas acido (Ambienti H₂s).
6. Vantaggi e limiti di AISI 2304 Acciaio inossidabile duplex
Vantaggi
- Maggiore resistenza meccanica
Approssimativamente il doppio della forza di snervamento di 304/316 acciai inossidabili austenitici (≈450 MPa vs. ≈220 MPa), consentendo sezioni più sottili e strutture più leggere. - Buona resistenza alla corrosione
Numero equivalente alla resistenza alla resistenza (Legna) circa 24-26, Adatto per ambienti di cloruro da lieve a moderato come acqua di processo e zone di spruzzatura. - Economico
Nickel inferiore (~ 3,5%) e molibdeno (~ 0,3%) Il contenuto riduce la volatilità dei costi materiali e il costo del ciclo di vita totale. - Ottima saldabilità
Procedure di saldatura adeguate mantengono l'equilibrio di fase e resistono alla corrosione intergranulare; più facile da saldare rispetto agli acciai duplex di livello superiore. - Bassa espansione termica
Coefficiente inferiore di espansione termica rispetto agli acciai austenitici, Ridurre la distorsione termica nelle applicazioni strutturali. - Cracking della corrosione da stress superiore (SCC) Resistenza
La microstruttura duplex offre una resistenza SCC molto migliore in ambienti di cloruro rispetto a 304/316 voti. - Benefici ambientali
L'uso ridotto di materie prime critiche come il nichel e il molibdeno migliora la sostenibilità e la stabilità della catena di approvvigionamento.
Limitazioni
- Adeguabilità limitata per cloruro elevato o ambienti aspri
Non raccomandato per Marine duro, Immersione in acqua di mare, o servizio acido contenente H2S; Gradi duplex più alti (2205, 2507) sono preferiti. - Rapidità a impatto inferiore a temperature criogeniche
La fase ferritica può ridurre la tenacità inferiore a -40 ° C rispetto agli acciai inossidabili completamente austenitici. - Sensibilità alla saldatura
Ingresso di calore eccessivo o cattive pratiche di saldatura possono causare fragili fasi intermetalliche, compromettendo la resistenza alla corrosione. - Formabilità inferiore ai voti austenitici
Richiede forze di formazione più elevate durante il lavoro a freddo e tende ad avere più Springback. - Non può essere indurito dal trattamento termico
Le proprietà meccaniche dipendono dalla chimica e dall'elaborazione; Non è possibile indurimento delle precipitazioni. - Disponibilità limitata in grandi dimensioni
Rispetto ai voti comuni come 304 O 316, 2304 è meno ampiamente disponibile in piatti di grandi dimensioni, tubi, o bar.
7. Applicazioni di AISI 2304 Acciaio inossidabile duplex
Aisi 2304 L'acciaio inossidabile duplex è utilizzato in una varietà di applicazioni industriali e strutturali esigenti, Grazie al suo eccellente equilibrio di forza, Resistenza alla corrosione, e durata.
- Ponti: Componenti strutturali che richiedono una resistenza ad alta resistenza e corrosione per resistere all'esposizione ambientale.
- Serbatoi di stoccaggio: Navi per la conservazione dei liquidi, comprese sostanze corrosive, Dove la durata e la sintetica perdite sono fondamentali.
- Scaldabagni: Componenti esposti ad acqua riscaldata e ambienti corrosivi lievi.
- Scambiatori di calore: Attrezzatura che facilita il trasferimento termico efficiente in sostanza chimica, Trattamento delle acque, e processi industriali.
- Vasi a pressione: Contenitori progettati per contenere gas o liquidi ad alta pressione con integrità strutturale affidabile.
- Tubi dell'acqua potabile: Tubi utilizzati nei sistemi di approvvigionamento idrico che richiedono resistenza alla corrosione e durata di lunga durata.
- Sistemi di pulizia dei gas diurna: Componenti nei sistemi di controllo delle emissioni che resistono ai gas di combustione acidi e corrosivi.
- Sistemi di acqua di mare: Tubi e attrezzature esposte all'acqua di mare, Beneficiare della maggiore resistenza al cloruro.
- Piante di desalinizzazione: Attrezzatura e tubazioni utilizzate per convertire l'acqua di mare in acqua dolce in condizioni leggermente aggressive.
- Componenti di progettazione strutturale: Varie parti architettoniche e ingegneristiche che richiedono resistenza meccanica e resistenza alla corrosione.
- Rotori, Giranti, e alberi: Parti rotanti in pompe e turbine che necessitano di eccellenti resistenza all'usura e prestazioni meccaniche.
- Fuoco e pareti di esplosione su piattaforme offshore: Le barriere di sicurezza in ambienti marini duri dove la resistenza al fuoco e la durata sono fondamentali.
- Sistemi di carico e tubazioni su petroliere chimiche: Contenuto e trasporto resistenti alla corrosione di sostanze chimiche aggressive.
- Tubi di tubazione e strumentazione di servizio generale: Soluzioni di tubazioni versatili per condizioni di servizio corrosiva moderate in più settori.
8. Confronto con leghe simili
| Lega | Highlights di composizione | Forza | Resistenza alla corrosione | Efficienza dei costi | Applicazioni tipiche | Note |
| Aisi 2304 | ~ 23% Cr, 4.5% In, 0.7% Mo, N | Resa ~ 450 MPa, Tensile ~ 650 MPa | Buono in ambienti di cloruro lieve (Wood ~ 24–26) | Costo inferiore rispetto ai gradi duplex più alti | Trattamento delle acque, Elaborazione chimica, componenti strutturali | Lean Duplex con proprietà equilibrate |
| Aisi 304/316 | 304: 18-20% Cr, 8-10.5% In; 316: aggiunge 2-3% Mo | Resa ~ 215 MPa (304), ~ 290 MPA (316) | Moderare (316 Meglio nei cloruri) | Costo iniziale inferiore ma una resistenza inferiore | Cibo, bevanda, Resistenza alla corrosione generale | Austenitico; meno forza, più duttile |
| Aisi 2205 | ~ 22% Cr, 5-6.5% In, 3% Mo, N | Resa ~ 520 MPa, Tensile ~ 750 MPa | Alto (Wood ~ 33) | Costo più elevato di 2304 | Chimico aggressivo, marino, e petrolio & gas | Duplex standard con resistenza alla corrosione superiore |
| Super duplex (2507) | ~ 25-26% Cr, 7% In, 4% Mo, N | Resa ~ 620 MPa, Tensile ~ 850 MPa | Molto alto (Legna >40) | Costo premium | Cloruro grave e ambienti aspri | Migliore corrosione e forza, più costoso |
| Acciaio al carbonio + Rivestimenti | Principalmente Fe, basso cr | Resa ~ 250-400 MPa | Dipende dal rivestimento | Basso costo iniziale | Strutturale generale dove è controllata la corrosione | Meno resistente alla corrosione, ad alta intensità di manutenzione |
9. Conclusione
Aisi 2304 acciaio inossidabile duplex è un versatile, Lean Duplex Leghe che bilancia la forza, Resistenza alla corrosione, e costo.
Ideale per applicazioni che coinvolgono un'esposizione a cloruro moderato e richiedono proprietà meccaniche migliorate,
è sempre più scelto come a Alternativa economica a 304, 316, E anche 2205, Soprattutto nella costruzione, Trattamento delle acque, e settori di lavorazione chimica.
