2304合金（UNS S32304）是由23%铬、4%镍、不含钼的双相不锈钢。2304合金的抗腐蚀特性与316L相似。另外，它的机械特性即屈服强度是304L/316L奥氏体等级的两倍。这个特性使设计者在设计产品，尤其是设计压力容器时，可以减轻产品的重量。
2304 (UNS S32304)
PREN ≥ 24的双相不锈钢
一般属性
2304合金是由23%铬、4%镍构成的双相不锈钢。2304合金所具有的抗腐蚀特性与316L相似。另外，它的机械特性即屈服强度是304L/316L奥氏体等级的两倍。这个特性使设计者在设计产品，尤其是设计压力容器时，可以减轻产品的重量。
这种合金特别适用于-50°C /+300°C (-58°F/572°F)温度范围内。在严格限制的情况下(尤其对于焊接结构),也可以用于更低的温度。
与304和316奥氏体相比,由于2304合金本身的双相微观结构,较低的镍含量和较高的铬含量,使得它的抗应力腐蚀能力更强。
应用
· 304和316所用的大部分领域
·纸浆和造纸业(芯片、碎片储存罐,黑色或白色液体罐,分类器)
·苛性碱溶液、有机酸(抗SCC)
·食品工业
·压力容器(减轻重量)
·采矿业(磨蚀/腐蚀)
抗腐蚀性能
一般腐蚀
因为2304合金本身具有很高的铬含量(23%),2304合金的抗腐蚀能力与316L几乎一样。
在不同的有机酸中的抗腐蚀性能
在静态的硫酸(0,3 mm/year)中的抗腐蚀性能
局部抗腐蚀性能
23%的铬及0.1%的氮含量使2304双相不锈钢的耐点腐蚀和隙腐蚀性能比316L更**。
抗应力腐蚀性能
在氯化物浓度为(8ppm 02) PH =7, >1000 h的溶液里进行的抗应力腐蚀试验证明:由于2304较高的铬含量及较低的镍含量,2304比304L和316L具有更高的抗应力腐蚀性能。
这是双相不锈钢的典型特性,在同样的条件下, 2205合金比2304的性能更为优越。
其它抗腐蚀性能
2304合金双相不锈钢通过了标准IC的大部分测试,如ASTM, A262E和C测验。它在65%沸腾的硝酸中的腐蚀速率比316L要高。由于其自身的高屈服强度,这个合金非常适用于磨蚀及腐蚀的环境。
化学成分分析
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 |
|||||
机械性能
力学特性
°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 |
以上数值在热轧板材(厚度≤ 2英寸)情况下获得。2304合金不能长期在高于300°C (572°F)的温度环境下使用。在这样的高温下,易发生析出、硬化等现象。
硬度(KTV*小值)
温度 |
-50°C |
+20°C |
-60°F |
+70°F |
单个数值 |
75 J/cm |
90 J/cm |
54 ft.lbs |
65 ft. lbs |
平均数值 |
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
间隔温度 |
热膨胀 |
电阻率 |
|
20-100 |
13 |
20 |
80 |
100 |
92 |
||
20-200 |
13.5 |
200 |
100 |
20-300 |
14 |
300 |
105 |
间隔温度 |
热膨胀 |
导热系数 |
|
20-100 |
13 |
20 |
17 |
100 |
18 |
||
20-200 |
13.5 |
200 |
19 |
20-300 |
14 |
300 |
20 |
间隔温度 |
热膨胀 |
比热容 |
|
20-100 |
13 |
20 |
450 |
100 |
500 |
||
20-200 |
13.5 |
200 |
530 |
20-300 |
14 |
300 |
560 |
间隔温度 |
热膨胀 |
杨氏模量 |
|
20-100 |
13 |
20 |
200 |
100 |
190 |
||
20-200 |
13.5 |
200 |
180 |
20-300 |
14 |
300 |
170 |
间隔温度 |
热膨胀 |
剪切模量 |
|
20-100 |
13 |
20 |
75 |
100 |
73 |
||
20-200 |
13.5 |
200 |
70 |
20-300 |
14 |
300 |
67 |
结构
2304的化学成分分析理想化状态为在经过950°/1050°C (1742°/1922°F)温度下固溶退火处理后,获得50 α / 50 γ的微观结构。
2304的微观结构与含钼的双相不锈钢相比更为稳定。在750°/850°C (1382°/1562°F)温度范围内进行10个小时的放置后,才会出现金属间相。在经过350°/500°C (662°/932°F)温度范围的热处理后,2304合金中的铜元素增加了钢的硬度。
加工
热成形
热成形必须在1150/900°C (2100/1650°F)温度范围内进行。在成形后,建议在对其在950°/1050°C (2100°/1650°F)温度范围内进行固溶退火处理,以恢复其抗腐蚀特性及机械特性。在对其加热期间,为了避免产品发生蠕变必须谨慎。
冷成形
2304合金冷成形难度不大。304L及316L的冷成形设备同样适用于2304。由于其较高的机械特性,包括屈服强度,在进行冷成形时需要较高的压力。*后建议对其进行固溶退火处理,以恢复其机械特性及抗腐蚀特性,和热成形一样。
除锈
所用的溶液和糊剂与304L/316L一样。由于其抗腐蚀特性,酸洗时间比奥氏体等级要长一点。
机械加工性
在钻孔加工时,2304双相不锈钢表现出的机械加工性更强。它的性能与316LEZ*相当。另外,2304的抗腐蚀能力及洁净度更强。局部抗腐蚀能力也有所提高。
*316LEZ是316L提高机械加工性能后的变体
焊接
· 2304合金可用以下设备进行焊接:
o TIG,人工的和自动的
o PLASMA, MIG, SMAW, SAW, FCAW
·双相微观结构使其对热裂反映不灵敏。
·焊接参量必须优化，使铁素体的含量控制在20-70%.我们一般建议在*高至150°C (302°F)中间温度下供热10-25 KJ/cm。为了达到*佳效果,我们必须考虑到产品的厚度及焊接设备(有必要咨询)。我们不建议进行焊接前或焊接后热处理,可以考虑进行完整的固溶退火热处理。
