2304 合金（UNS S32304）是由23%鉻、4%鎳、無鉬的復式不銹鋼。2304 合金 的抗腐蝕特性與316L 相似。另外，它的機械特性即屈服強度是304L/316L 奧氏體等 級的兩倍。這個特性使設計者在設計時間請產(chǎn)品的重量，尤其適用于壓力器皿。
General Properties
2304合金是由23%鉻、4%鎳構成的復式不銹鋼。2304合金所具有的抗腐蝕特性與316L相似。另外,它的機械性能如耐壓強度是304/316奧氏體等級的兩倍。這項性能使設計者可以在設計時減輕產(chǎn)品的重量,尤其是在設計壓力器皿方面。
這種合金特別適于-50°C /+300°C (-58°F/572°F)溫度范圍內(nèi)。在嚴格限制的情況下(尤其對于焊接結構),也可以用于更低的溫度。
與304 和316 奧氏體相比,由于2304 合金本身的復式微觀結構,較低的鎳含量和較高的鉻含量,使得它的抗應力腐蝕能力更強。
應用領域
· 304 和316 所用的大部分領域
· 紙漿和造紙業(yè)(芯片、碎片儲存罐,黑色或白色液體罐,分類器)
· 苛性堿溶液、有機酸(抗SCC)
· 食品工業(yè)
· 壓力器皿(減輕重量)
· 采礦業(yè)(磨蝕/腐蝕)
標準
ASTM/ASME.......... A240 - UNS S32304
EURONORM...........1.4362 - X2 Cr Ni 23.4
AFNOR...................Z3 CN 23.04 Az
DIN.........................W. Nr 1.4362
抗腐蝕性能
一般腐蝕。
因為2304 合金本身的很高的鉻含量(23%),2304 合金的抗腐蝕能力與316L幾乎一樣。
在不同的有機酸中的抗腐蝕性能
在靜態(tài)的硫酸(0,3 mm/year)中的抗腐蝕性能
局部抗腐蝕性能
23%的鉻及0.1%的氮含量使2304 復式不銹鋼與316L 相比,在抗斑蝕及裂隙腐蝕方面的性能
更優(yōu)越。
抗應力腐蝕性能
在氯化物濃度為(8ppm 02) PH =7, >1000 h的溶液里進行的抗應力腐蝕試驗證明:由于2304較高的鉻含量及較低的鎳含量,2304比304L和316L具有更高的抗應力腐蝕性能。
這是復式不銹鋼的典型特性,在同樣的條件下, 2205合金比2304的性能更為優(yōu)越。
其它抗腐蝕性能
2304合金復式不銹鋼通過了標準IC的大部分測驗程序,如ASTM, A262E和C測驗。它在65%沸騰的硝酸中的腐蝕速率比316L 要高。由于其自身的高屈服強度,這個合金非常適用于磨蝕及腐蝕的環(huán)境。
化學成分分析
Typical values (Weight %)
| C | Cr | Ni | Mo | N | Others |
| 0.02 | 23 | 4 | 0.2 | 0.1 | S = 0.001 |
| PREN (Cr%) + 3.3 (Mo%) = 16 (N%) ≥ 24 |
機械性能
力學特性
| Rp 0.2 MPa | Rp 1.0 MPa | Rm MPa |
| 20 | 400 | 440 | 600 |
| 100 | 330 | 365 | 570 |
| 200 | 280 | 310 | 530 |
| 300 | 230 | 260 | 490 |
| YS 0.2% KSI | YS 1.0% KSI | UTS KSI | Elongation % |
| 68 | 58 | 64 | 87 | 25 |
| 212 | 48 | 53 | 83 | 25 |
| 392 | 41 | 45 | 77 | 20 |
| 572 | 33 | 38 | 71 | 20 |
以上數(shù)值在熱軋板材(th ≤ 2”)情況下獲得。2304 合金不能長期在高于300°C(572°F)的溫度環(huán)境下使用。在這樣的高溫下,易發(fā)生析出、硬化等現(xiàn)象。
硬度(KTV最小值)
| 溫度 |
| -50 | 20 | -60 | 70 |
| 單個數(shù)值 |
| 75 J/cm | 90 J/cm | 54 ft.lbs | 65 ft. lbs |
| 平均數(shù)值 |
| 90 J/cm | 150 J/cm | 65 ft.lbs | 87 ft.lbs |
Hardness (Typical Values)
| Average (5) | HV10 180-230 | HB : 180-230 | HRC _ 20 |
物理特性
密度 : 7800 kg/m3 - .28 lbs/in3
| 間隔溫度 | 熱膨脹ax10-6-1 |
| 電阻率(μ_ cm) |
| 20-100 | 13 | 20 | 80 |
| 100 | 92 |
| 20-200 | 13.5 | 200 | 100 |
| 20-300 | 14 | 300 | 105 |
| 間隔溫度 | 熱膨脹ax10-6-1 |
|
| 導熱系數(shù)(W.m-1.K-1) |
| 20-100 | 13 |
| 20 | 17 |
| 100 | 18 |
| 20-200 | 13.5 |
| 200 | 19 |
| 20-300 | 14 |
| 300 | 20 |
| 間隔溫度 | 熱膨脹ax10-6-1 |
|
| 比熱容(J.kg-1.K-1) |
| 20-100 | 13 |
| 20 | 450 |
| 100 | 500 |
| 20-200 | 13.5 |
| 200 | 530 |
| 20-300 | 14 |
| 300 | 560 |
| 間隔溫度 | 熱膨脹ax10-6-1 |
|
| 楊氏模量(GPa) |
| 20-100 | 13 |
| 20 | 200 |
| 100 | 190 |
| 20-200 | 13.5 |
| 200 | 180 |
| 20-300 | 14 |
| 300 | 170 |
| 間隔溫度 | 熱膨脹ax10-6-1 |
|
| 剪切模量G(GPa) |
| 20-100 | 13 |
| 20 | 75 |
| 100 | 73 |
| 20-200 | 13.5 |
| 200 | 70 |
| 20-300 | 14 |
| 300 | 67 |
結構
2304的化學成分分析理想化狀態(tài)為在經(jīng)過950°/1050°C (1742°/1922°F)溫度下固溶退火處理后,獲得50 α / 50 γ 的微觀結構。
2304的微觀結構與含鉬的復式不銹鋼相比更為穩(wěn)定。在750°/850°C (1382°/1562°F)溫度范圍內(nèi)進行10 個小時的保壓后,才會出現(xiàn)金屬相位。在經(jīng)過350°/500°C(662°/932°F) 溫度范圍的熱處理后,2304合金中的銅元素增加了鋼的硬度。
加工
熱成形
熱成形必須在1150/900°C (2100/1650°F) 溫度范圍內(nèi)進行。在成形后,建議在對其在950°/1050°C (2100°/1650°F) 溫度范圍內(nèi)進行固溶退火處理,以恢復其抗腐蝕特性及機械特性。在對其加熱期間,為了避免產(chǎn)品發(fā)生蠕變必須謹慎。
冷成形
2304合金冷成形難度不大。304L及316L的冷成形設備同樣適用于2304。由于其較高的機械特性,包括屈服強度,在進行冷成形時需要較高的壓強。最后建議對其進行固溶退火處理,以恢復其機械特性及抗腐蝕特性,和熱成形一樣。
除銹
所用的溶液和糊劑與304L/316L一樣。由于其抗腐蝕特性,酸洗時間比奧氏體等級要長一點。
機械加工性
鉆孔方面,2304 的復式結構的機械加工性更強。它的性能與316LEZ* 相當。另外,2304 的抗腐蝕能力及潔凈度更強,不需硫元素。局部抗腐蝕能力也更強。具有更好的機械加工性*316LEZ is a 316L type grade with improved machinability properties.
焊接
· 2304 合金可用以下設備進行焊接:
TIG, 人工的和自動的
PLASMA, MIG, SMAW, SAW, FCAW
· 復式微觀結構使其對熱裂反映不靈敏。
· 焊接參量在理想狀態(tài)下為將鐵酸鹽成分控制在20-70%. 我們一般建議在最高至150°C (302°F) 中間溫度下供熱10-25 KJ/cm。為了達到最佳效果,我們必須考慮到產(chǎn)品的厚度及焊接設備(有必要咨詢)。我們不建議進行焊接前或焊接后熱處理,可以考慮進行完整的固溶退火熱處理。
