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.
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
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.
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.
Resistencia a la corrosión en diferentes ácidos orgánicos
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.
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.
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.
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.
