1. Ievads
Nerūsējošie tēraudi tiek klasificēti piecās primārajās ģimenēs, austenīts, martensīts, nokrišņu izturība, un divstāvu.
Starp tiem, Duplekss nerūsējošais tērauds Apvienojiet labākās ferīta un austenīta struktūru iezīmes, Piedāvājot lielāku mehānisko izturību un augstāku izturību pret koroziju.
Aisi 2304, pazīstams arī kā Iekšā 1.4362, pieder pie liess duplekss kategorija. Šī zemā parādītā pakāpe nodrošina labi sabalansētu struktūru (~ 50% ferīta, ~ 50% austenīts) vienlaikus samazinot tādu dārgu elementu kā niķeļa un molibdēna izmantošanu.
Tas ir īpaši labi piemērots lietojumprogrammām, kas prasa izturību un izturību pret koroziju bez augstām premium dupleksa vai super austenīta pakāpes izmaksām.
2. Kas ir AISI 2304 (Iekšā 1.4362) Dupleksa nerūsējošā tērauda?
Aisi 2304, pazīstams arī kā Iekšā 1.4362 vai ASV S32304, ir a liess duplekss nerūsējošais tērauds raksturo a divfāžu mikrostruktūra— 50% ferīts (BCC) un 50% Austenīts (FCC).
Šis divstāvu līdzsvars piešķir a Unikāla mehāniskās izturības kombinācija, izturība pret koroziju, un izmaksu efektivitāte, padarot to par aizvien populārāku materiālu rūpnieciskos lietojumos.
Līdz ferīta fāze Nodrošina augstu ražas stiprumu, izturība pret hlorīdu izraisītu stresa korozijas plaisāšanu (SCC), un zemāka termiskā izplešanās.
Līdz austenīta fāze veicina elastību, izturība, un uzlabota izturība pret koroziju, īpaši viegli agresīvā vidē.
AISI standarta apzīmējumi 2304 Dupleksa nerūsējošā tērauda
| Standarta organizācija | Pakāpes apzīmējums | Apraksts |
| Aisi / ASTM | Aisi 2304 / ASTM A240 S32304 | Amerikāņu apzīmējums dupleksas nerūsējošās loksnes un plākšņu izstrādājumiem |
| Mūs | S32304 | Vienota numerācijas sistēma (Ziemeļamerikas sakausējuma klasifikācija) |
| Iekšā / Iso | 1.4362 / X2crnin23-4 | Eiropas standarts (Iekšā 10088); ISO starptautiskā nosaukšana |
| No | X2crnin23-4 | Vācu standarta apzīmējums (Tavs 10088-1) |
| Iso | X02cr23ni4cun | Uz ķīmiskām vielām balstīta apzīmējums vienā ISO 15510 |
3. Ķīmiskais sastāvs 2304 Dupleksa nerūsējošā tērauda
Aisi 2304 (Iekšā 1.4362) tiek klasificēts kā a liesa dupleksa nerūsējošā tērauda—Dezinēts, lai piedāvātu spēka līdzsvaru, izturība pret koroziju, un izmaksu efektivitāte, samazinot tādu dārgu leģējošu elementu kā niķeļa un molibdēna izmantošanu.
Tā divstāvu struktūra (aptuveni 50% ferīts un 50% Austenīts) ir stabilizēts, precīzi kontrolējot tā ķīmisko aplauzumu, Īpaši hroms, niķelis, un slāpeklis.
Tipisks ķīmiskais sastāvs (% pēc svara):
| Elements | Parasti diapazons (%) | Darbība |
| Hroms (Krekls) | 21.5 - 24.5 | Uzlabo vispārējo koroziju un pretestību pret oksidāciju; dupleksa stabilitātes atslēga |
| Niķelis (Iekšā) | 3.0 - 5.5 | Veicina austenīta fāzi; uzlabo izturību un metināmību |
| Molibdēns (Noplūde) | ≤ 0.6 | Izvēlīgs; Uzlabo korozijas izturību hlorīda barotnēs |
| Slāpeklis (N) | 0.05 - 0.20 | Palielina izturību; palīdz stabilizēt austenīta fāzi liesās kompozīcijās |
| Mangāns (Nojaukšanās) | ≤ 2.5 | AIDS deoksidācija un karstā darba uzvedība |
| Silīcijs (Un) | ≤ 1.0 | Pastiprina oksidācijas rezistenci; dezoksidētājs |
| Ogleklis (C) | ≤ 0.030 | Zems oglekļa daudzums uzlabo metināmību un novērš starpgranulāru koroziju |
| Fosfors (Pūtīt) | ≤ 0.040 | Atlikušais elements; turēja zemu, lai novērstu Emplitlement |
| Sērs (S) | ≤ 0.015 | Atlikums; līdz minimumam, lai uzlabotu elastību un izturību pret koroziju |
| Dzelzs (Fe) | Līdzsvars | Parastais metāls; veido gan ferīta, gan austenīta fāžu matricu |
4. Mehāniskās un fizikālās īpašības 2304 Dupleksa nerūsējošā tērauda
Aisi 2304 (Iekšā 1.4362) Duplekss nerūsējošais tērauds piedāvā lielisku izturības kombināciju, izturība pret koroziju, un mērena elastība, padarot to ideālu strukturālu un kodīgu pakalpojumu lietojumprogrammām, kurās ir jāsabalansē izmaksas un veiktspēja.
Tipiskas mehāniskās īpašības
| Īpašums | Novērtēt (Tipisks) | Piezīmes |
| Peļņas izturība (RP0.2) | 450–550 MPa | ~ 2x augstāks par 304/316; Atbalsta plānākas sienas sekcijas |
| Stiepes izturība (Rm) | 650–800 MPa | Spēcīga strukturālā veiktspēja stresa apstākļos |
| Pagarināšana (A5) | ≥ 25% | Laba elastība veidošanai un metināšanai |
| Cietība (HBW) | ≤ 230 Brinels | Mērena cietība; nodilumizturīgs salīdzinājumā ar 304 |
| Ietekmēt izturību | > 100 Jūti (istabas temperatūrā) | Laba trieciena izturība; Samazinās zem nulles temperatūrā |
| Noguruma spēks | ~ 300 MPa (apdomīgs) | Mainās atkarībā no virsmas apdares un iekraušanas veida |
Fizikālās īpašības
| Īpašums | Tipiska vērtība | Piezīmes |
| Blīvums | ~ 7,80 g/cm³ | Nedaudz mazāk nekā austenītiski nerūsējoši ferīta dēļ |
| Elastības modulis (E) | ~ 200 GPA | Līdzīgi kā vairums nerūsējošo tēraudu |
| Siltumvadītspēja (100° C) | ~ 18 w/m · k | Augstāka par austenītiskajām pakāpēm; Labāka karstuma izkliede |
| Termiskās izplešanās koeficients | ~ 13,0 × 10⁻⁶ /k (20–100 ° C) | Zemāks par 304/316; samazina termisko kropļojumu |
| Elektriskā pretestība | ~ 0,80 µΩ · m | Nedaudz zemāks par austenītu tēraudiem |
| Magnētiskā uzvedība | Daļēji magnētisks | Ferīta satura dēļ; var magnetizēt zem stresa |
5. Izturība pret koroziju
Aisi 2304 piedāvājums Lieliska vispārēja izturība pret koroziju, īpaši vidē ar mēreniem hlorīdiem.
- Malka (Pretestības līdzvērtīgs skaitlis): ~ 24–26
(Salīdzināms ar AISI 316, kuru parasti ir 23–25) - Izturība pret hlorīda izraisīto SCC: Augstāks par 304/316, Paldies ferīta fāzei.
- Plaisa un korozija: Labi darbojas viegli skābā un iesāļajā vidē.
- Nav ieteicams ļoti agresīviem hlorīdiem vai skābas gāzes pakalpojumiem (H₂s vide).
6. AISI priekšrocības un ierobežojumi 2304 Dupleksa nerūsējošā tērauda
Priekšrocības
- Augstāka mehāniskā izturība
Apmēram divreiz lielāks nekā ražas stiprums 304/316 Austenīta nerūsējošā tēraudi (≈450 MPa vs. ≈220 mPa), Ļaujot plānākām sekcijām un vieglākām struktūrām. - Laba izturība pret koroziju
Pretestības līdzvērtīgs skaitlis (Malka) ap 24–26, Piemērots vieglām vai mērenām hlorīda videi, piemēram, procesa ūdens un šļakatu zonām. - Rentabls
Zemāks niķelis (~ 3,5%) un molibdēns (~ 0,3%) Saturs samazina materiālu izmaksu nepastāvību un kopējās dzīves cikla izmaksas. - Lieliska metināmība
Pareizas metināšanas procedūras uztur fāžu līdzsvaru un pretojas starpgranulārajai korozijai; Vieglāk metināt nekā augstākas pakāpes divstāvu tēraudus. - Zema termiskā izplešanās
Zemāks termiskās izplešanās koeficients, salīdzinot ar austenītu tēraudiem, Samazinot termiskās kropļojumus strukturālos pielietojumos. - Augstāka sprieguma korozijas plaisāšana (SCC) Izturība
Dupleksa mikrostruktūra piedāvā daudz labāku SCC rezistenci hlorīdu vidē nekā 304/316 pakāpes. - Vides ieguvumi
Samazināta kritisko izejvielu, piemēram, niķeļa un molibdēna izmantošana, uzlabo ilgtspējību un piegādes ķēdes stabilitāti.
Ierobežojumi
- Ierobežota piemērotība augstai hlorīdam vai skābai videi
Nav ieteicams skarbai jūrai, jūras ūdens iegremdēšana, vai H2S saturošs skābais pakalpojums; Augstākas dupleksas pakāpes (2205, 2507) dod priekšroku. - Zemāka trieciena izturība kriogēnā temperatūrā
Ferīta fāze var samazināt izturību zem –40 ° C, salīdzinot ar pilnībā austenītu nerūsējošiem tēraudiem. - Metināšanas jutība
Pārmērīga siltuma ievadīšana vai slikta metināšanas prakse var izraisīt trauslu starpmetāla fāzes, Korozijas pretestības kompromitēšana. - Formējamība mazāk nekā austenītiskās pakāpes
Nepieciešami augstāki veidojošie spēki aukstā darba laikā, un tai ir vairāk pavasara. - Nevar sacietēt ar termisko apstrādi
Mehāniskās īpašības ir atkarīgas no ķīmijas un apstrādes; nav iespējams sacietēt nokrišņus. - Ierobežota pieejamība lielos izmēros
Salīdzinot ar parastām pakāpēm, piemēram, 304 vai 316, 2304 ir mazāk plaši pieejams lielās plāksnēs, pīpes, vai joslas.
7. AISI pielietojums 2304 Dupleksa nerūsējošā tērauda
Aisi 2304 Duplekss nerūsējošais tērauds tiek izmantots dažādos prasīgos rūpniecības un konstrukcijas lietojumos, Paldies lieliskajam spēka līdzsvaram, izturība pret koroziju, un izturība.
- Tilti: Strukturālās sastāvdaļas, kurām nepieciešama augsta izturība un izturība pret koroziju, lai izturētu vides iedarbību.
- Uzglabāšanas tvertnes: Kuģi šķidrumu glabāšanai, ieskaitot kodīgas vielas, kur izturība un noplūdes necaurlaidība ir kritiska.
- Ūdens sildītāji: Komponenti, kas pakļauti apsildāmam ūdenim un maigai kodīgai videi.
- Siltummaiņi: Iekārtas, kas atvieglo efektīvu termisko pārnesi ķīmiskajā vielā, ūdens apstrāde, un rūpniecības procesi.
- Spiediena tvertnes: Konteineri, kas paredzēti gāzēm vai šķidrumiem ar augstu spiedienu ar ticamu strukturālo integritāti.
- Dzeramā ūdens caurules: Caurules, ko izmanto ūdens piegādes sistēmās, kurām nepieciešama izturība pret koroziju un ilgu kalpošanas laiku.
- Dūmgāzes tīrīšanas sistēmas: Komponenti emisijas kontroles sistēmās, kas pretojas skābām un kodīgām dūmgāzēm.
- Jūras ūdens sistēmas: Caurules un aprīkojums, kas pakļauts jūras ūdenim, Labums no pastiprinātas hlorīda rezistences.
- Atsāļošanas augi: Iekārtas un cauruļvadi, ko izmanto jūras ūdens konvertēšanai saldūdenī viegli agresīvos apstākļos.
- Konstrukcijas dizaina komponenti: Dažādas arhitektūras un inženiertehniskās daļas, kurām nepieciešama mehāniska izturība un izturība pret koroziju.
- Rotors, Lāpstiņriteņi, un vārpstas: Rotējošas detaļas sūkņos un turbīnās, kurām nepieciešama lieliska nodiluma pretestība un mehāniska veiktspēja.
- Uguns un sprādziena sienas ārzonu platformās: Drošības barjeras skarbā jūras vidē, kur vissvarīgākās ir ugunsizturība un izturība.
- Kravas tur un cauruļvadu sistēmas ķīmiskajiem tvertnēm: Korozijai izturīga agresīvu ķīmisku vielu ierobežošana un transportēšana.
- Vispārējā servisa cauruļvadu un instrumentu caurules: Daudzpusīgi cauruļvadu risinājumi mēreniem kodīgiem pakalpojumu apstākļiem vairākās nozarēs.
8. Salīdzinājums ar līdzīgiem sakausējumiem
| Sakausējums | Kompozīcijas izceltie | Izturība | Izturība pret koroziju | Izmaksu efektivitāte | Tipiskas lietojumprogrammas | Piezīmes |
| Aisi 2304 | ~ 23% cr, 4.5% Iekšā, 0.7% Noplūde, N | Raža ~ 450 MPa, stiepes ~ 650 MPa | Labi vieglā hlorīda vidē (Koks ~ 24–26) | Zemākas izmaksas nekā augstākas dupleksas pakāpes | Ūdens apstrāde, ķīmiskā apstrāde, strukturālās sastāvdaļas | Lean duplekss ar līdzsvarotām īpašībām |
| Aisi 304/316 | 304: 18-20% Krekls, 8-10.5% Iekšā; 316: pievieno 2-3% Noplūde | Raža ~ 215 MPa (304), ~ 290 MPa (316) | Mērens (316 labāk hlorīdos) | Zemākas sākotnējās izmaksas, bet zemāka stiprība | Pārtika, dzēriens, vispārēja izturība pret koroziju | Austenīts; Mazāk izturības, Vairāk elastīgs |
| Aisi 2205 | ~ 22% cr, 5-6.5% Iekšā, 3% Noplūde, N | Raža ~ 520 MPa, stiepes ~ 750 MPa | Augsts (Koks ~ 33) | Augstākas izmaksas nekā 2304 | Agresīva ķīmiska viela, jūras, un eļļa & gāze | Standarta duplekss ar augstāku izturību pret koroziju |
| Super duplekss (2507) | ~ 25-26% cr, 7% Iekšā, 4% Noplūde, N | Raža ~ 620 MPa, stiepes ~ 850 MPa | Ļoti augsts (Malka >40) | Premium izmaksas | Smaga hlorīds un skāba vide | Labākā korozija un spēks, dārgāks |
| Oglekļa tērauds + Pārklājumi | Galvenokārt Fe, Zems cr | Raža ~ 250-400 MPa | Atkarīgs no pārklājuma | Zemas sākotnējās izmaksas | Vispārējā strukturālā, kur tiek kontrolēta korozija | Mazāk izturīgs pret koroziju, intensīva uzturēšana |
9. Secinājums
Aisi 2304 Dupleksa nerūsējošā tērauda ir daudzpusīgs, liesa dupleksa sakausējums, kas līdzsvaro izturību, izturība pret koroziju, un izmaksas.
Ideāli piemērots lietojumiem, kas saistīti ar mērenu hlorīda iedarbību un nepieciešamām pastiprinātām mehāniskām īpašībām,
tas arvien vairāk tiek izvēlēts kā a rentabla alternatīva 304, 316, un pat 2205, Īpaši būvniecībā, ūdens apstrāde, un ķīmiskās apstrādes nozares.
