1. 導入
ステンレス鋼は、5つの主要ファミリーに分類されます, オーステナイト, マルテンサイト, 降水硬化, とデュプレックス.
その中で, デュプレックスステンレス鋼 フェライト構造とオーステナイト構造の最良の特徴を組み合わせます, より高い機械的強度と優れた腐食抵抗を提供します.
アイシ 2304, とも呼ばれます で 1.4362, に属します リーンデュプレックス カテゴリ. この低合金グレードは、バランスの取れた構造を提供します (〜50％フェライト, 〜50％オーステナイト) ニッケルやモリブデンなどの高価な要素の使用を最小限に抑えながら.
プレミアムデュプレックスまたはスーパーオーステナイトグレードのコストがかからずに強度と腐食抵抗を必要とするアプリケーションに特に適しています.
2. アイシとは何ですか 2304 (で 1.4362) デュプレックスステンレス鋼?
アイシ 2304, とも呼ばれます で 1.4362 または US S32304, aです リーンデュプレックス ステンレス鋼 aによって特徴付けられます 二相微細構造-約 50% フェライト (BCC) そして 50% オーステナイト (FCC).
この二重バランスはaを与えます 機械的強度のユニークな組み合わせ, 耐食性, コスト効率, 産業用アプリケーションでますます人気のある素材になります.
The フェライト相 高降伏強度を提供します, 塩化物誘発ストレス腐食亀裂に対する耐性 (SCC), そして、より低い熱膨張.
The オーステナイトフェーズ 延性に貢献します, タフネス, 耐食性の強化, 特にやや攻撃的な環境で.
AISIの標準指定 2304 デュプレックスステンレス鋼
| 標準組織 | グレードの指定 | 説明 |
| アイシ / ASTM | アイシ 2304 / ASTM A240 S32304 | デュプレックスステンレスシートとプレート製品のアメリカの指定 |
| 私たち | S32304 | 統一番号システム (北米合金分類) |
| で / ISO | 1.4362 / x2crnin23-4 | 欧州標準 (で 10088); ISO International Naming |
| から | x2crnin23-4 | ドイツの標準指定 (あなたのもの 10088-1) |
| ISO | x02cr23ni4cun | ISOごとの化学ベースの指定 15510 |
3. の化学組成 2304 デュプレックスステンレス鋼
アイシ 2304 (で 1.4362) aとして分類されます リーンデュプレックスステンレス鋼 - 強さのバランスを提供するように設計されています, 耐食性, ニッケルやモリブデンなどの高価な合金要素の使用を減らすことによるコスト効率.
その二重構造 (だいたい 50% フェライトと 50% オーステナイト) 化学的構成の正確な制御により安定化されます, 特にクロム, ニッケル, および窒素.
典型的な化学組成 (% 重量で):
| 要素 | 典型的な範囲 (%) | 関数 |
| クロム (cr) | 21.5 - 24.5 | 一般的な腐食と酸化抵抗を改善します; 二重安定性の鍵 |
| ニッケル (で) | 3.0 - 5.5 | オーステナイト相を促進します; 靭性と溶接性を高めます |
| モリブデン (MO) | ≤ 0.6 | オプション; 塩化物媒体の孔食耐性を高めます |
| 窒素 (n) | 0.05 - 0.20 | 強度を高めます; 無駄のない組成のオーステナイト相を安定させるのに役立ちます |
| マンガン (Mn) | ≤ 2.5 | エイズの脱酸化と熱い作業行動 |
| シリコン (そして) | ≤ 1.0 | 酸化抵抗を強化します; デオキシジ剤 |
| 炭素 (c) | ≤ 0.030 | 低炭素は溶接性を向上させ、顆粒間腐食を防ぎます |
| リン (p) | ≤ 0.040 | 残留要素; 腹立を防ぐために低く抑えられました |
| 硫黄 (s) | ≤ 0.015 | 残差; 延性と腐食抵抗を改善するために最小化されます |
| 鉄 (fe) | バランス | ベースメタル; フェライトフェーズとオーステナイト相の両方のマトリックスを形成します |
4. の機械的および物理的特性 2304 デュプレックスステンレス鋼
アイシ 2304 (で 1.4362) 二重ステンレス鋼は、強度の優れた組み合わせを提供します, 耐食性, および中程度の延性, コストとパフォーマンスをバランスを取る必要がある構造的および腐食型サービスアプリケーションに最適です.
典型的な機械的特性
| 財産 | 価値 (典型的な) | メモ |
| 降伏強度 (RP0.2) | 450–550 MPa | 〜2倍 304/316; 薄い壁のセクションをサポートします |
| 抗張力 (rm) | 650–800 MPa | ストレス下での強力な構造性能 |
| 伸長 (A5) | ≥ 25% | 形成と溶接のための良好な延性 |
| 硬度 (HBW) | ≤ 230 ブリネル | 適度な硬度; に比べて耐摩耗性 304 |
| 衝撃の靭性 | > 100 j (室温で) | 良い衝撃強度; サブゼロ温度で低下します |
| 疲労強度 | 〜300 MPa (推定) | 表面仕上げと荷重タイプによって異なります |
物理的特性
| 財産 | 典型的な値 | メモ |
| 密度 | 〜7.80 g/cm³ | フェライトによるオーステナイトステンレスよりわずかに少ない |
| 弾性率 (e) | 〜200 gpa | ほとんどのステンレス鋼に似ています |
| 熱伝導率 (100°C) | 〜18 w/m・k | オーステナイトグレードよりも高い; より良い熱散逸 |
| 熱膨張係数 | 〜13.0×10⁻⁶ /k (20–100°C) | より低い 304/316; 熱歪みを減らします |
| 電気抵抗率 | 〜0.80 µΩ・m | オーステナイト鋼よりもわずかに低い |
| 磁気挙動 | 部分的に磁気 | フェライト含有量による; ストレス下で磁化することができます |
5. 耐食性
アイシ 2304 申し出 優れた一般腐食抵抗, 特に中程度の塩化物がある環境で.
- 木材 (ピッティング抵抗相当数): 〜24–26
(AISIに匹敵します 316, 通常、23〜25のPrenがあります) - 塩化物誘発SCCに対する耐性: より優れています 304/316, フェライトフェーズに感謝します.
- 隙間と孔食: 軽度の酸性で汽水環境でうまく機能します.
- お勧めしません 非常に攻撃的な塩化物または酸っぱいガスサービス用 (H₂S環境).
6. AISIの利点と制限 2304 デュプレックスステンレス鋼
利点
- 機械的強度が高い
の約2倍の降伏強度 304/316 オーステナイトステンレス鋼 (≈450MPa対. ≈220MPa), より薄いセクションとより軽い構造を可能にします. - 良好な腐食抵抗
ピッティング抵抗相当数 (木材) 約24〜26, プロセス水やスプラッシュゾーンなどの軽度から中程度の塩化物環境に適しています. - 費用対効果
下のニッケル (〜3.5％) とモリブデン (約0.3％) コンテンツは、材料コストのボラティリティとライフサイクルの合計コストを削減します. - 優れた溶接性
適切な溶接手順は位相バランスを維持し、顆粒間腐食に抵抗する; 高級デュプレックススチールよりも溶接が簡単です. - 低熱膨張
オーステナイト鋼と比較して、熱膨張係数が低い, 構造用途の熱歪みの削減. - 優れた応力腐食亀裂 (SCC) 抵抗
二重微細構造は、塩化物環境でより良いSCC耐性を提供します 304/316 成績. - 環境上の利点
ニッケルやモリブデンなどの重要な原材料の使用の減少により、持続可能性とサプライチェーンの安定性が向上します.
制限
- 高塩化物または酸っぱい環境に対する限られた適合性
過酷な海兵隊にはお勧めしません, 海水浸漬, またはH2Sを含むサワーサービス; より高い二重グレード (2205, 2507) 推奨されます. - 極低温での衝撃靭性が低くなります
フェライト相は、完全にオーステナイトのステンレス鋼と比較して、-40°C以下の靭性を減らすことができます. - 溶接感度
過度の熱入力または溶接慣行が不十分な場合、金属間の脆性の段階を引き起こす可能性があります, 腐食抵抗の妥協. - オーステナイトグレードよりも低い形成性
寒い作業中はより高い形成力が必要であり、より多くのスプリングバックを持つ傾向があります. - 熱処理によって硬化することはできません
機械的特性は、化学と処理に依存します; 降水硬化は不可能です. - 大規模な可用性が限られています
のような一般的なグレードと比較してください 304 または 316, 2304 大きなプレートではあまり広くありません, パイプ, またはバー.
7. AISIのアプリケーション 2304 デュプレックスステンレス鋼
アイシ 2304 デュプレックスステンレス鋼は、さまざまな要求の厳しい産業用および構造用途で利用されています, その優れた強さのバランスのおかげです, 耐食性, および耐久性.
- 橋: 環境暴露に耐えるために高強度と腐食抵抗を必要とする構造成分.
- ストレージタンク: 液体を貯蔵するための容器, 腐食性物質を含む, 耐久性と漏れが重要である場合.
- 給湯器: 加熱水と穏やかな腐食性環境にさらされた成分.
- 熱交換器: 化学物質の効率的な熱伝達を促進する機器, 水処理, および産業プロセス.
- 圧力容器: 信頼できる構造的完全性を備えた高圧でガスまたは液体を保持するように設計された容器.
- 飲料水道管: 腐食抵抗と長いサービス寿命を必要とする給水システムで使用されるパイプ.
- 煙道ガス洗浄システム: 酸性および腐食性の煙道ガスに抵抗する排出制御システムの成分.
- 海水システム: 海水にさらされたパイプと機器, 塩化物耐性の強化の恩恵を受ける.
- 淡水化植物: 軽度の攻撃的な条件下で海水を淡水に変換する際に使用される機器と配管.
- 構造設計コンポーネント: 機械的強度と腐食抵抗を必要とするさまざまな建築および工学部品.
- ローター, インペラ, とシャフト: 優れた摩耗抵抗と機械的性能を必要とするポンプやタービンの回転部品.
- オフショアプラットフォームの火と爆発の壁: 耐火性と耐久性が最も重要な厳しい海洋環境での安全障壁.
- 化学タンカーの貨物保有および配管システム: 耐食性封じ込めと攻撃的な化学物質の輸送.
- 一般的なサービス配管と計装チューブ: 複数の業界で中程度の腐食性サービス条件のための汎用性の高い配管ソリューション.
8. 同様の合金との比較
| 合金 | 構成のハイライト | 強さ | 耐食性 | コスト効率 | 典型的なアプリケーション | メモ |
| アイシ 2304 | 〜23％Cr, 4.5% で, 0.7% MO, n | 収量〜450 MPa, 引張〜650 MPa | 穏やかな塩化物環境では良い (木材〜24–26) | より高い二重グレードよりも低いコスト | 水処理, 化学処理, 構造コンポーネント | バランスの取れたプロパティを備えたリーンデュプレックス |
| アイシ 304/316 | 304: 18-20% cr, 8-10.5% で; 316: 追加します 2-3% MO | 収量〜215 MPa (304), 〜290 MPa (316) | 適度 (316 塩化物はより良い) | 初期コストは低いが強度が低い | 食べ物, 飲み物, 一般的な腐食抵抗 | オーステナイト; より少ない強さ, より延性 |
| アイシ 2205 | 〜22％Cr, 5-6.5% で, 3% MO, n | 収量〜520 MPa, 引張〜750 MPa | 高い (木材〜33) | より高いコスト 2304 | 積極的な化学物質, 海兵隊, とオイル & ガス | 優れた腐食抵抗を備えた標準デュプレックス |
| スーパーデュプレックス (2507) | 〜25-26％Cr, 7% で, 4% MO, n | 収量〜620 MPa, 引張〜850 MPa | 非常に高い (木材 >40) | プレミアムコスト | 重度の塩化物と酸っぱい環境 | 最高の腐食と強度, より高価です |
| 炭素鋼 + コーティング | 主にFe, 低Cr | 収量〜250-400 MPa | コーティングに依存します | 低い初期コスト | 腐食が制御される一般的な構造 | 耐性が少ない, メンテナンス集約的 |
9. 結論
アイシ 2304 デュプレックスステンレス鋼 多用途です, 強度のバランスをとる無駄のない二重合金, 耐食性, コスト.
中程度の塩化物への曝露と機械的特性の強化が必要な用途に最適,
それはますます選択されています 費用対効果の高い代替手段 304, 316, そしてさらに 2205, 特に建設中, 水処理, および化学処理セクター.
