Dúplex de acero inoxidable 2304

 

La aleación 2304 (UNS S32304) es un acero inoxidable dúplex con una composición que incluye un 23% de cromo, un 4% de níquel y no contiene molibdeno. Estos son algunos puntos clave sobre la aleación 2304:

Resistencia a la corrosión:

La aleación 2304 exhibe propiedades de resistencia a la corrosión similares a las del acero inoxidable austenítico 316L.

Proporciona una buena resistencia a una amplia gama de entornos corrosivos, incluidas las soluciones que contienen cloruro.

Propiedades mecánicas:

En comparación con los grados austeníticos como 304L y 316L, la aleación 2304 ofrece una mayor resistencia mecánica, incluido el límite elástico.

El aumento de la resistencia permite ahorrar peso en las aplicaciones, especialmente en aplicaciones de recipientes a presión correctamente diseñadas.

Microestructura dúplex:

La aleación 2304 tiene una microestructura dúplex que consiste en una mezcla equilibrada de fases de ferrita y austenita.

Esta microestructura contribuye a la combinación de resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas de la aleación. La aleación 2304 se usa comúnmente en diversas industrias, incluido el procesamiento químico, el petróleo y el gas, y los entornos marinos. Encuentra aplicaciones en equipos como recipientes a presión, intercambiadores de calor, sistemas de tuberías y componentes estructurales.

bar-rod
Pipe/Tube
PlateSheet
 
 

Aplicaciones

  • Generalmente cuando se utilizan 304 y 316L
  • Industria de celulosa y papel (tanques de almacenamiento de virutas, tanques de licor blanco y negro, digestores)
  • Soluciones cáusticas, ácidos orgánicos (resistencia a SCC)
  • Industria alimentaria
  • Recipientes a presión (ahorro de peso)
  • Minería (abrasión/corrosión)

Normas

ASTM/ASME.......... A240 - UNS S32304
EURONORMA........... 1.4362 - X2 Cr Ni 23.4
AFNOR................... Z3 CN 23.04 Az
ESTRUENDO......................... W. Nº 1.4362

Propiedades generales

La aleación 2304 es un acero inoxidable dúplex libre de cromo, 4% de níquel y molibdeno. La aleación 2304 tiene propiedades de resistencia a la corrosión similares a las del 316L. Además, sus propiedades mecánicas, es decir, el límite elástico, son el doble que las de los grados austeníticos 304/316. Esto permite al diseñador ahorrar peso, especialmente para aplicaciones de recipientes a presión correctamente diseñadas.
La aleación es especialmente adecuada para aplicaciones que cubren el rango de temperatura de -50 °C/+300 °C (-58 °F/572 °F). También se pueden considerar temperaturas más bajas, pero necesitan algunas restricciones, particularmente para estructuras soldadas.
Con su microestructura dúplex y su bajo contenido de níquel y cromo, la aleación ha mejorado las propiedades de resistencia a la corrosión bajo tensión en comparación con los grados austeníticos 304 y 316.

Resistencia a la corrosión

Corrosión general
Debido a su alto contenido de cromo (23%), las propiedades de resistencia a la corrosión del 2304 son casi equivalentes a las del 316L.

Duplex Stainless Alloy 2304

Resistencia a la corrosión en diferentes ácidos orgánicos

Duplex Stainless Alloy 2304

Resistencia a la corrosión por ácido sulfúrico estancado (0,3 mm/año)

Resistencia a la corrosión localizada
Las adiciones de 23% de cromo y 0,1% de nitrógeno explican por qué el acero inoxidable dúplex 2304 se comporta mucho mejor que la aleación 316L cuando se considera la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas.
Duplex Stainless Alloy 2304
Duplex Stainless Alloy 2304
 

Resistencia a la corrosión bajo tensión

Los resultados de las pruebas de resistencia a la corrosión bajo tensión en soluciones acuosas que contienen cloruro ((8ppm 02) PH = 7, >1000 h, tensiones aplicadas superiores al límite elástico) muestran que la aleación 2304 supera a las aleaciones 304L y 316L, debido a sus altas adiciones de cromo y bajo contenido de níquel.

Esta es una característica típica de los aceros inoxidables dúplex. La aleación 2205 se comporta aún mejor que la 2304 en condiciones similares.

Duplex Stainless Alloy 2304

Otras propiedades de resistencia a la corrosión

La aleación de acero inoxidable dúplex 2304 pasa con éxito la mayoría de los procedimientos de prueba IC estándar, como las pruebas ASTM, A262E y C. Su tasa de corrosión en ácido nítrico hirviendo (65%) es mayor que la de la aleación 316L. Debido a su alto límite elástico, la aleación funciona bien en aplicaciones de abrasión/corrosión.
 

Análisis químico

Valores típicos (% en peso)

Carbono

Cromo

Níquel

Molibdeno

Nitrógeno

Otros

0.020

23

4

0.2

0.1

S=0.001

PREN = [Cr%] = 3.3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 24

 

Propiedades físicas

Densidad

7.800 kg/m3 - 0,28 lb/in3
 

Intervalo
Atemperar
°C

Termal
expansión
ax10M-bK-1

°C

Resistividad

(μ_ cm)

Termal
conductividad
(W.m-1.K-1)

Específico
calor
(J.kg-1.K-1

Joven
Módulo
E
(GPa)

Esquilar
Módulo
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

Propiedades mecánicas

Propiedades de tracción (valores mínimos)

°C

Rp 0.2
Mpa

Rp 1.0
Mpa

Rp 1.0
Mpa

°F

YS 0.2%
Desplazamiento KSI

YS 0.1%
Desplazamiento KSI

UTS
KSI

Alargamiento
%

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

77p

33

38

71

20

Valores obtenidos para chapas laminadas en caliente (th ≤ 2"). La aleación 2304 no debe usarse durante mucho tiempo a temperaturas superiores a 300 ° C (572 ° F), donde se produce el fenómeno de endurecimiento por precipitación.
 
Valores de tenacidad (valores mínimos de KCV)

Temp.

-50°C

+20°C

-60 °F

+70°F

Soltero

75 J/cm_

90 J/cm_

54 ft. lbs

65 ft. lbs

Promedio (5)

90 J/cm_

150 J/cm

65 ft. lbs

87 ft. lbs

Dureza (valores típicos)

Promedio (5)

HV10 180-230 

HB : 180-230

HRC _ 20

Estructura

El análisis químico del 2304 está optimizado para obtener una microestructura típica de 50 a / 50 g después del tratamiento de recocido en solución a 950 ° / 1050 ° C (1742 ° / 1922 ° F).
La microestructura del dúplex 2304 es muy estable en comparación con los aceros inoxidables dúplex que contienen molibdeno. Las fases intermetálicas están presentes solo después de 10 horas de tiempo de mantenimiento en el rango de temperatura de 750 ° / 850 ° C (1382 ° / 1562 ° F). Las adiciones de cobre al grado 2304, cuando se especifican, aumentan la dureza del acero después del tratamiento térmico en el rango de temperatura de 350 ° / 500 ° C (662 ° / 932 ° F).

Tratamiento

 

Conformado en caliente

El conformado en caliente debe realizarse en el rango de temperatura de 1150/900 °C (2100/1650 °F). Después de la formación, se recomienda un nuevo tratamiento de recocido en solución en el rango de temperatura de 950 ° / 1050 ° C (2100 ° / 1650 ° F) para restaurar completamente las propiedades de resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas. Las piezas formadas con 2304 deben apoyarse con cuidado durante el calentamiento para evitar la deformación por fluencia.

Conformado en frío

La aleación 2304 se puede formar en frío sin ningún problema. Se puede utilizar el mismo equipo que se utiliza para el conformado en frío de las calidades 304L y 316L. Debido a sus propiedades mecánicas más altas, incluido el límite elástico, se requieren mayores tensiones para el conformado en frío. También se recomienda un tratamiento térmico de recocido de solución final después del conformado en frío para restaurar las propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión, como se describe en 'conformado en caliente'.

 

Descalcificación

La aleación dúplex 2304 exhibe propiedades de maquinabilidad mejoradas, particularmente cuando se considera la perforación. Su comportamiento es equivalente al de 316LEZ*. Además, el 2304 tiene una mejor resistencia a la corrosión y propiedades de limpieza, ya que no es necesario adicionar azufre. Se mejora el comportamiento de resistencia a la corrosión localizada.
*316LEZ es una calidad de tipo 316L con propiedades de maquinabilidad mejoradas.