La lega 2304 (UNS S32304) è un acciaio inossidabile duplex con una composizione che include il 23% di cromo, il 4% di nichel ed è privo di molibdeno. Ecco alcuni punti chiave sulla lega 2304:
Resistenza alla corrosione:
La lega 2304 presenta proprietà di resistenza alla corrosione simili a quelle dell'acciaio inossidabile austenitico 316L.
Fornisce una buona resistenza a un'ampia gamma di ambienti corrosivi, comprese le soluzioni contenenti cloruro.
Proprietà meccaniche:
Rispetto ai gradi austenitici come 304L e 316L, la lega 2304 offre una maggiore resistenza meccanica, inclusa la resistenza allo snervamento.
La maggiore resistenza consente un risparmio di peso nelle applicazioni, in particolare nelle applicazioni di recipienti a pressione correttamente progettati.
Microstruttura duplex:
La lega 2304 ha una microstruttura duplex costituita da una miscela bilanciata di fasi di ferrite e austenite.
Questa microstruttura contribuisce alla combinazione della lega di resistenza alla corrosione e proprietà meccaniche. La lega 2304 è comunemente usata in vari settori, tra cui la lavorazione chimica, il petrolio e il gas e gli ambienti marini. Trova applicazioni in apparecchiature come recipienti a pressione, scambiatori di calore, sistemi di tubazioni e componenti strutturali.
Applicazioni
- Generalmente dove si utilizzano 304 e 316L
- Industria della cellulosa e della carta (serbatoi di stoccaggio trucioli, serbatoi di liquori bianchi e neri, digestori)
- Soluzioni caustiche, acidi organici (resistenza SCC)
- Industria alimentare
- Recipienti a pressione (risparmio di peso)
- Industria mineraria (abrasione/corrosione)
Standard
ASTM/ASME.......... A240 - UNS S32304
EURONORM........... 1.4362 - X2 Cr Ni 23.4
AFNOR................... Z3 CN 23.04 Az
BACCANO......................... W. Nr 1.4362
La lega 2304 è un acciaio inossidabile duplex privo di molibdeno al 23% di cromo e al 4% di nichel. La lega 2304 ha proprietà di resistenza alla corrosione simili alla 316L. Inoltre, le sue proprietà meccaniche, cioè la resistenza allo snervamento, sono il doppio di quelle dei gradi austenitici 304/316. Ciò consente al progettista di risparmiare peso, in particolare per le applicazioni di recipienti a pressione correttamente progettati.
La lega è particolarmente adatta per applicazioni che coprono l'intervallo di temperatura di -50 °C/+300 °C (-58 °F/572 °F). Possono essere prese in considerazione anche temperature più basse, ma necessitano di alcune restrizioni, in particolare per le strutture saldate.
Con la sua microstruttura duplex e il basso contenuto di nichel e cromo, la lega ha migliorato le proprietà di resistenza alla tensocorrosione rispetto ai gradi austenitici 304 e 316.
Corrosione generale
A causa del suo alto contenuto di cromo (23%), le proprietà di resistenza alla corrosione di 2304 sono quasi equivalenti a quelle di 316L.
Resistenza alla corrosione in diversi acidi organici
Resistenza alla corrosione all'acido solforico stagnante (0,3 mm/anno)
Resistenza alla corrosione localizzata
L'aggiunta del 23% di cromo e dello 0,1% di azoto spiega perché l'acciaio inossidabile duplex 2304 si comporta molto meglio della lega 316L quando si considera la resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale.
Resistenza alla tensocorrosione
I risultati dei test di resistenza alla tensocorrosione in soluzioni acquose contenenti cloruro ((8ppm 02) PH = 7, >1000 h, sollecitazioni applicate superiori al carico di snervamento) mostrano che la lega 2304 supera le leghe 304L e 316L, grazie alle sue elevate aggiunte di cromo e al basso contenuto di nichel.
Questa è una caratteristica tipica degli acciai inossidabili duplex. La lega 2205 si comporta ancora meglio della 2304 in condizioni simili.
Altre proprietà di resistenza alla corrosione
L'acciaio inossidabile duplex in lega 2304 supera con successo la maggior parte delle procedure di test IC standard come i test ASTM, A262E e C. Il suo tasso di corrosione nell'acido nitrico bollente (65%) è superiore a quello della lega 316L. Grazie alla sua elevata resistenza allo snervamento, la lega si comporta bene nelle applicazioni di abrasione/corrosione.
Valori tipici (% di peso)
|
Carbonio
|
Cromo
|
Nichel
|
Molibdeno
|
Azoto
|
Altri
|
|
0.020
|
23
|
4
|
0.2
|
0.1
|
S=0.001
|
|
PREN = [Cr%] = 3.3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 24
|
Proprietà fisiche
Densità
7.800 kg/m3 - 0,28 libbre/pollice3
|
Intervallo
Carattere
°C
|
Termico
espansione
ax10M-bK-1
|
°C
|
Resistività
(μ_ cm)
|
Termico
conduttività
(W.m-1.K-1)
|
Specifico
calore
(J.kg-1.K-1
|
Giovane
modulo
E
(GPa)
|
Tosare
modulo
G
(GPa)
|
|
20-100
|
13
|
20
|
80
|
17
|
450
|
200
|
75
|
|
20-100
|
13
|
100
|
92
|
18
|
500
|
190
|
73
|
|
20-200
|
13.5
|
200
|
100
|
19
|
530
|
180
|
70
|
|
20-300
|
14
|
300
|
105
|
20
|
560
|
170
|
67
|
Proprietà meccaniche
Proprietà di trazione (valori minimi)
|
°C
|
Rp 0.2
Mpa
|
Rp 1.0
Mpa
|
Rp 1.0
Mpa
|
°F
|
YS 0,2%
Offset KSI
|
YS 0,1%
Offset KSI
|
UTS
KSI
|
Allungamento
%
|
|
20
|
400
|
440
|
600
|
68
|
58
|
64
|
87
|
25
|
|
100
|
330
|
365
|
570
|
212
|
48
|
53
|
83
|
25
|
|
200
|
280
|
310
|
530
|
392
|
41
|
45
|
77
|
20
|
|
300
|
230
|
260
|
490
|
77 pagine
|
33
|
38
|
71
|
20
|
Valori ottenuti per lamiere laminate a caldo (th ≤ 2"). La lega 2304 non deve essere utilizzata per lungo tempo a temperature superiori a 300°C (572°F), dove si verifica un fenomeno di indurimento per precipitazione.
Valori di tenacità (valori minimi KCV)
|
Temp.
|
-50°C
|
+20°C
|
-60°F
|
+70°F
|
|
Singolo
|
75 J/cm_
|
90 J/cm_
|
54 piedi libbre
|
65 piedi libbre
|
|
Discreto (5)
|
90 J/cm_
|
150 J/cm
|
65 piedi libbre
|
87 piedi libbre
|
Durezza (valori tipici)
|
Discreto (5)
|
HV10 180-230
|
MP : 180-230
|
HRC _ 20
|
Struttura
L'analisi chimica del 2304 è ottimizzata per ottenere una tipica microstruttura di 50 a/50 g dopo il trattamento di solubilizzazione a 950°/1050°C (1742°/1922°F).
La microstruttura del duplex 2304 è molto stabile rispetto agli acciai inossidabili duplex contenenti molibdeno. Le fasi intermetalliche sono presenti solo dopo 10 ore di mantenimento nell'intervallo di temperatura 750°/850°C (1382°/1562°F). Le aggiunte di rame al grado 2304, quando specificato, aumentano la durezza dell'acciaio dopo il trattamento termico nell'intervallo di temperatura 350°/500°C (662°/932°F).
Elaborazione
Stampaggio a caldo
La formatura a caldo deve essere eseguita nell'intervallo di temperatura 1150/900°C (2100/1650°F). Dopo la formatura, si consiglia un nuovo trattamento di solubilizzazione nell'intervallo di temperatura 950°/1050°C (2100°/1650°F) per ripristinare completamente le proprietà di resistenza alla corrosione e le proprietà meccaniche. Le parti formate con 2304 devono essere supportate con cura durante il riscaldamento per evitare la deformazione dello scorrimento.
Formatura a freddo
La lega 2304 può essere formata a freddo senza alcun problema. È possibile utilizzare le stesse attrezzature utilizzate per la formatura a freddo dei gradi 304L e 316L. A causa delle sue proprietà meccaniche più elevate, inclusa la resistenza allo snervamento, sono necessarie sollecitazioni più elevate per la formatura a freddo. Dopo la formatura a freddo si consiglia anche un trattamento termico di ricottura in soluzione finale per ripristinare le proprietà meccaniche e di resistenza alla corrosione, come descritto nella "formatura a caldo".
Disincrostazione
La lega 2304 duplex presenta proprietà di lavorabilità migliorate, in particolare quando si considera la perforazione. Il suo comportamento è equivalente a quello di 316LEZ*. Inoltre, 2304 ha una migliore resistenza alla corrosione e proprietà di pulizia in quanto non sono necessarie aggiunte di zolfo. Il comportamento di resistenza alla corrosione localizzata è migliorato.
*316LEZ è una qualità di tipo 316L con proprietà di lavorabilità migliorate.
