2304 合金（UNS S32304）是由23%铬、4%镍、无钼的复式不锈钢。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时间请产品的重量，尤其适用于压力器皿。
General Properties
2304合金是由23%铬、4%镍构成的复式不锈钢。2304合金所具有的抗腐蚀特性与316L相似。另外,它的机械性能如耐压强度是304/316奥氏体等级的两倍。这项性能使设计者可以在设计时减轻产品的重量,尤其是在设计压力器皿方面。
这种合金特别适于-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 合金本身的复式微观结构,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。
应用领域
· 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
· 压力器皿(减轻重量)
· 采矿业(磨蚀/腐蚀)
标准
ASTM/ASME.......... A240 - UNS S32304
EURONORM...........1.4362 - X2 Cr Ni 23.4
AFNOR...................Z3 CN 23.04 Az
DIN.........................W. Nr 1.4362
抗腐蚀性能
一般腐蚀。
因为2304 合金本身的很高的铬含量(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 复式不锈钢与316L 相比,在抗斑蚀及裂隙腐蚀方面的性能
更优越。
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。
这是复式不锈钢的典型特性,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合金复式不锈钢通过了标准IC的大部分测验程序,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
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 |
机械性能
力学特性
| 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 |
以上数值在热轧板材(th ≤ 2”)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最小值)
| 温度 |
| -50 | 20 | -60 | 70 |
| 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 |
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
| 间隔温度 | 热膨胀ax10-6-1 |
| 电阻率(μ_ cm) |
| 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ax10-6-1 |
|
| 导热系数(W.m-1.K-1) |
| 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ax10-6-1 |
|
| 比热容(J.kg-1.K-1) |
| 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ax10-6-1 |
|
| 杨氏模量(GPa) |
| 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 |
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复式不锈钢相比更为稳定。在750°/850°C (1382°/1562°F)温度范围内进行10 个小时的保压后,才会出现金属相位。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强。最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
钻孔方面,2304 的复式结构的机械加工性更强。它的性能与316LEZ* 相当。另外,2304 的抗腐蚀能力及洁净度更强,不需硫元素。局部抗腐蚀能力也更强。具有更好的机械加工性*316LEZ is a 316L type grade with improved machinability properties.
焊接
· 2304 合金可用以下设备进行焊接:
TIG, 人工的和自动的
PLASMA, MIG, SMAW, SAW, FCAW
· 复式微观结构使其对热裂反映不灵敏。
· 焊接参量在理想状态下为将铁酸盐成分控制在20-70%. 我们一般建议在最高至150°C (302°F) 中间温度下供热10-25 KJ/cm。为了达到最佳效果,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。
