2304 合金（UNS S32304）是由23%鉻、4%鎳、不含鉬的雙相不鏽鋼。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產品，尤其是設計壓力容器時，可以減輕產品的重量。
2304 (UNS S32304)
PREN ≥ 24 的雙相不鏽鋼
一般屬性
2304合金是由23%鉻、4%鎳構成的雙相不鏽鋼。2304合金所具有的抗腐蝕特性與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產品，尤其是設計壓力容器時，可以減輕產品的重量。
這種合金特彆適用於-50°C /+300°C (-58°F/572°F)溫度範圍內。在嚴格限製的情況下(尤其對於焊接結構),也可以用於更低的溫度。
與304 和316 奧氏體相比,由於2304 合金本身的雙相微觀結構,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
· 304 和316 所用的大部分領域
· 紙漿和造紙業(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
· 壓力容器(減輕重量)
· 采礦業(磨蝕/腐蝕)
抗腐蝕性能
一般腐蝕
因為2304 合金本身具有很高的鉻含量(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 雙相不鏽鋼的耐點腐蝕和隙腐蝕性能比316L 更**。
抗應力腐蝕性能
在氯化物濃度為(8ppm
02) PH =7, >1000 h的溶液裡進行的抗應力腐蝕試驗證明:由於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。
這是雙相不鏽鋼的典型特性,在同樣的條件下, 2205合金比2304的性能更為優越。
其它抗腐蝕性能
2304合金雙相不鏽鋼通過了標準IC的大部分測試,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。由於其自身的高屈服強度,這個合金非常適用於磨蝕及腐蝕的環境。
化學成分分析
重量***
|
C |
Cr |
Ni |
Mo |
N |
其他 |
|
0.020 |
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
|
°C |
Rp 0.2 |
Rp 1.0 |
Rm |
|
20 |
400 |
440 |
600 |
|
100 |
330 |
365 |
570 |
|
200 |
280 |
310 |
530 |
|
300 |
230 |
260 |
490 |
|
°F |
YS 0.2% |
YS 1.0% |
UTS |
Elongation |
|
68 |
58 |
64 |
87 |
25 |
|
212 |
48 |
53 |
83 |
25 |
|
392 |
41 |
45 |
77 |
20 |
|
572 |
33 |
38 |
71 |
20 |
以上數值在熱軋板材(厚度 ≤ 2英寸)情況下獲得。2304 合金不能長期在高於300°C (572°F)的溫度環境下使用。在這樣的高溫下,易發生析出、硬化等現象。
硬度(KTV*小值)
|
溫度 |
-50°C |
+20°C |
-60°F |
+70°F |
|
單個數值 |
75 J/cm |
90 J/cm |
54 ft.lbs |
65 ft. lbs |
|
平均數值 |
90 J/cm |
150 J/cm |
65 ft.lbs |
87 ft.lbs |
硬度
|
Average (5) |
HV10 180-230 |
HB : 180-230 |
HRC _ 20 |
物理性能
密度 : 7800
kg/m3 - .28 lbs/in3
|
間隔溫度 |
熱膨脹 |
|
電阻率 |
|
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 |
|
導熱係數 |
|
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 |
|
比熱容 |
|
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 |
|
楊氏模量 |
|
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 |
|
剪切模量 |
|
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為在經過950°/1050°C (1742°/1922°F)溫度下固溶退火處理後,獲得50 α / 50 γ 的微觀結構。
2304的微觀結構與含鉬的雙相不鏽鋼相比更為穩定。在750°/850°C (1382°/1562°F)溫度範圍內進行10 個小時的放置後,才會出現金屬間相。在經過350°/500°C (662°/932°F) 溫度範圍的熱處理後,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)溫度範圍內進行。在成形後,建議在對其在950°/1050°C (2100°/1650°F)溫度範圍內進行固溶退火處理,以恢複其抗腐蝕特性及機械特性。在對其加熱期間,為了避免產品發生蠕變必須謹慎。
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於2304。由於其較高的機械特性,包括屈服強度,在進行冷成形時需要較高的壓力。*後建議對其進行固溶退火處理,以恢複其機械特性及抗腐蝕特性,和熱成形一樣。
除鏽
所用的溶液和糊劑與304L/316L一樣。由於其抗腐蝕特性,酸洗時間比奧氏體等級要長一點。
機械加工性
在鑽孔加工時,2304 雙相不鏽鋼表現出的機械加工性更強。它的性能與316LEZ* 相當。另外,2304 的抗腐蝕能力及潔淨度更強。局部抗腐蝕能力也有所提高。
*316LEZ是316L提高機械加工性能後的變體
焊接
· 2304 合金可用以下設備進行焊接:
o TIG, 人工的和自動的
o PLASMA, MIG, SMAW, SAW, FCAW
· 雙相微觀結構使其對熱裂反映不靈敏。
· 焊接參量必須優化，使鐵素體的含量控製在20-70%. 我們一般建議在*高至150°C (302°F) 中間溫度下供熱10-25 KJ/cm。為了達到*佳效果,我們必須考慮到產品的厚度及焊接設備(有必要谘詢)。我們不建議進行焊接前或焊接後熱處理,可以考慮進行完整的固溶退火熱處理。
