Stal 1.4362 – nierdzewna stal typu Lean Duplex (Duplex 2304) o strukturze austenityczno-ferrytycznej, chromowo-niklowa z dodatkiem molibdenu, miedzi i azotu, PN-EN 10088 X2CrNiN23-4, UNS S32304, SAF 2304®, Forta DX 2304, AFNOR Z3CN23-04Az, GB/T 022Cr23Ni4MoCuN, S23043.
Materiały dostępne w Alfa-Tech 1.4362 / X2CrNiN23-4 / UNS S32304 / Duplex 2304
Pręty 1.4362, X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304 – gorącowalcowane, łuszczone i ciągnione
Płaskowniki 1.4362, X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304
Pręty kute 1.4362, X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304
Odkuwki 1.4362, X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304 – swobodne, kostki i wały kute
Rury 1.4362, X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304
Blachy 1.4362, X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304 – gorącowalcowane, zimnowalcowane
Telefon: +48 63 2610519
kontakt@alfa-tech.com.pl
Porównanie składu chemicznego stali 1.4362 / X2CrNiN23-4 i pokrewnych gatunków UNS S32304 / Duplex 2304, SAF 2304®, Forta DX 2304 / Duplex 2304, Z3CN23-04Az, 022Cr23Ni4MoCuN / S23043
| Gatunek stali | Norma | C | Mn | Si | P | S | Cr | Ni | Mo | Cu | N |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.4362 / X2CrNiN23-4 | EN | max 0.03 | max 2.0 | max 1.0 | max 0.035 | max 0.015 | 22.0–24.0 | 3.5–5.5 | 0.10–0.60 | 0.10–0.60 | 0.05–0.20 |
| UNS S32304 / Duplex 2304 | ASTM / UNS | max 0.03 | max 2.5 | max 1.0 | max 0.040 | max 0.030 | 21.5–24.5 | 3.0–5.5 | 0.05–0.60 | 0.05–0.60 | 0.05–0.20 |
| SAF 2304® | Sandvik | max 0.03 | max 2.0 | max 1.0 | max 0.035 | max 0.015 | ok. 23.0 | ok. 4.0 | – | – | ok. 0.10 |
| Z3CN23-04Az / Z 3 CN 23-04 Az | AFNOR | max 0.03 | max 2.0 | max 0.75 | max 0.035 | max 0.010 | 22.0–24.0 | 3.5–5.0 | – | max 0.60 | 0.08–0.18 |
| Forta DX 2304 / Duplex 2304 | Outokumpu | max 0.03 | max 2.0 | max 1.0 | max 0.035 | max 0.015 | 22.0–24.0 | 3.5–5.5 | 0.10–0.60 | 0.10–0.60 | 0.05–0.20 |
| 022Cr23Ni4MoCuN / S23043 | GB/T | max 0.03 | max 2.0 | max 1.0 | max 0.035 | max 0.015 | 22.0–24.5 | 3.5–5.5 | 0.10–0.60 | 0.10–0.60 | 0.05–0.20 |
Stal 1.4362 – X2CrNiN23-4, Duplex 2304, UNS S32304
Stal 1.4362 – charakterystyka gatunku i odpowiedników
Stal 1.4362 (X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304) jest nierdzewną stalą typu Lean Duplex o dwufazowej strukturze austenityczno-ferrytycznej. Gatunek charakteryzuje się wysoką zawartością chromu, stosunkowo niewielką zawartością niklu oraz dodatkiem azotu, a także niewielkimi dodatkami molibdenu i miedzi.
Co oznacza określenie Lean Duplex?
Określenie Lean Duplex odnosi się do grupy „odchudzonych” stopowo stali Duplex, w których ograniczono przede wszystkim zawartość kosztownych pierwiastków stopowych, takich jak nikiel i molibden. Nie oznacza to jednak stali niskostopowej – 1.4362 nadal zawiera dużą ilość chromu, wynoszącą około 22–24%, niezbędną do zapewnienia odporności na korozję i utrzymania charakterystycznej mikrostruktury Duplex.
W przypadku stali 1.4362 ograniczenie zawartości niklu i molibdenu jest częściowo kompensowane odpowiednio dobranym składem chemicznym, w szczególności dodatkiem azotu. Azot stabilizuje fazę austenityczną, zwiększa wytrzymałość mechaniczną oraz korzystnie wpływa na odporność na korozję lokalną. W składzie występuje również niewielki dodatek miedzi.
Określenie Lean opisuje więc przede wszystkim bardziej ekonomiczną koncepcję stopowania, a nie obniżoną wytrzymałość materiału. Stale Lean Duplex zachowują charakterystyczną dla stali Duplex wysoką wytrzymałość mechaniczną i dwufazową strukturę, przy mniejszym udziale kosztownych dodatków stopowych. Dzięki temu mogą stanowić interesującą alternatywę dla klasycznych stali austenitycznych w zastosowaniach, w których nie jest wymagana odporność korozyjna bardziej stopowych gatunków Duplex lub Super Duplex.
Do grupy stali Lean Duplex zalicza się również m.in. gatunki 1.4162 / X2CrMnNiN21-5-1 / UNS S32101 (LDX 2101®) oraz UNS S32001, UNS S32202 i UNS S82011, które – podobnie jak 1.4362 / S32304 – wykorzystują ograniczoną zawartość niklu i molibdenu oraz odpowiednio dobrane dodatki azotu, manganu i innych pierwiastków stopowych w celu uzyskania korzystnego połączenia wytrzymałości, odporności korozyjnej i ekonomiki materiału.
1.4362 na tle stali 304, 316L i Duplex 2205
W porównaniu ze standardowymi stalami austenitycznymi, takimi jak 1.4301 / AISI 304 czy 1.4404 / AISI 316L, stal 1.4362 wyróżnia się przede wszystkim znacznie wyższą granicą plastyczności. Dwufazowa mikrostruktura zapewnia również korzystną odporność na korozję naprężeniową w środowiskach zawierających chlorki.
Odporność korozyjna 1.4362 jest jednak zależna od konkretnego środowiska. Wysoka zawartość chromu i dodatek azotu zapewniają dobrą odporność na korozję ogólną i lokalną, natomiast niewielka zawartość molibdenu ogranicza odporność na korozję wżerową i korozję szczelinową w szczególnie agresywnych środowiskach chlorkowych w porównaniu z bardziej stopową stalą 1.4462 / X2CrNiMoN22-5-3 / Duplex 2205. Nie należy więc traktować określenia Lean Duplex jako synonimu „słabszego Duplexu”. Gatunek 1.4362 został zaprojektowany jako materiał o innym poziomie stopowania i innym zakresie zastosowań – łączący wysoką wytrzymałość charakterystyczną dla stali Duplex z dobrą odpornością korozyjną i ograniczoną zawartością niklu oraz molibdenu.
Skład stopowy stali Lean Duplex 1.4362
Skład stali 1.4362 opiera się na około 22–24% chromu i 3,5–5,5% niklu. Zawiera ponadto około 0,10–0,60% molibdenu, 0,10–0,60% miedzi oraz 0,05–0,20% azotu. Niska zawartość węgla, maksymalnie 0,030%, ogranicza ryzyko wydzielania węglików chromu i związanej z tym podatności na korozję międzykrystaliczną.
Taki układ pierwiastków stopowych pozwala uzyskać właściwą równowagę pomiędzy ferrytem i austenitem, wysoką wytrzymałość mechaniczną oraz odporność korozyjną odpowiednią dla wielu zastosowań konstrukcyjnych i przemysłowych, bez konieczności stosowania znacznie wyższych zawartości niklu i molibdenu charakterystycznych dla bardziej stopowych gatunków Duplex.
Odporność korozyjna stali 1.4362
Stal 1.4362 / Duplex 2304 charakteryzuje się dobrą odpornością na korozję ogólną oraz lokalną. Wysoka zawartość chromu i dodatek azotu zwiększają odporność warstwy pasywnej, natomiast dwufazowa struktura Duplex zapewnia korzystne połączenie odporności korozyjnej i wysokiej wytrzymałości mechanicznej.
Gatunek wykazuje dobrą odporność na korozję naprężeniową w środowiskach zawierających chlorki w porównaniu z typowymi stalami austenitycznymi. Odporność na korozję wżerową i szczelinową jest jednak niższa niż w przypadku bardziej stopowych gatunków Duplex, takich jak 1.4462, oraz stali Super Duplex.
Stal 1.4362 znajduje zastosowanie przede wszystkim w środowiskach umiarkowanie agresywnych, w których wymagana jest większa wytrzymałość i odporność na korozję niż w przypadku standardowych stali austenitycznych, ale nie jest konieczne stosowanie wysokostopowych gatunków Duplex lub Super Duplex.
PREN stali 1.4362
Odporność stali na korozję wżerową można orientacyjnie porównywać za pomocą wskaźnika PREN:
PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N
Dla zakresów składu chemicznego stali 1.4362 wartość PREN wynosi orientacyjnie około 23–29, zależnie od rzeczywistego składu konkretnego wytopu.
Dla porównania bardziej stopowa stal Duplex 1.4462 / 2205 osiąga zazwyczaj wyższe wartości PREN, natomiast stale Super Duplex charakteryzują się zwykle wartością PREN na poziomie około 40 lub wyższym.
Uwaga: PREN jest wskaźnikiem porównawczym. Nie należy traktować go jako bezpośredniej gwarancji odporności materiału w konkretnym medium, ponieważ rzeczywista odporność zależy również od temperatury, stężenia medium, pH, jakości powierzchni oraz warunków eksploatacji.
Stal 1.4362 – właściwości mechaniczne
Właściwości mechaniczne stali 1.4362 zależą od postaci wyrobu, jego wymiarów, stanu dostawy oraz właściwej normy produktowej. Charakterystyczną cechą gatunku jest znacznie wyższa granica plastyczności niż w przypadku typowych austenitycznych stali nierdzewnych.
| Właściwość | Wartość orientacyjna |
|---|---|
| Granica plastyczności Rp0,2 | ≥ 400 MPa |
| Wytrzymałość na rozciąganie Rm | 600–830 MPa |
| Wydłużenie A | ≥ 25% |
| Twardość | zależna od postaci wyrobu i normy dostawy |
Wartości mogą różnić się w zależności od grubości lub średnicy wyrobu oraz wymagań konkretnej normy produktowej. Przy projektowaniu konstrukcji należy stosować wartości określone dla właściwej postaci i stanu dostawy materiału.
Właściwości fizyczne stali 1.4362
| Właściwość | Wartość orientacyjna |
|---|---|
| Gęstość | ok. 7,8 g/cm³ |
| Moduł sprężystości E | ok. 200 GPa |
| Ciepło właściwe | ok. 500 J/(kg·K) |
| Przewodność cieplna | ok. 15 W/(m·K) |
| Rezystywność elektryczna | ok. 0,8 μΩ·m |
Spawalność stali 1.4362
Stal 1.4362 / X2CrNiN23-4 charakteryzuje się dobrą spawalnością i może być spawana metodami stosowanymi do stali nierdzewnych Duplex. Przy wykonywaniu połączeń szczególnie istotne jest zachowanie właściwego udziału ferrytu i austenitu w strefie spoiny oraz strefie wpływu ciepła.
Do stosowanych metod spawania należą m.in.:
- TIG (141),
- MIG/MAG z odpowiednio dobranym materiałem dodatkowym i gazem osłonowym,
- MMA (111),
- SAW (121) w odpowiednich zastosowaniach przemysłowych.
Najważniejsze zalecenia przy spawaniu stali 1.4362
- powierzchnie przed spawaniem powinny być dokładnie oczyszczone,
- należy unikać zanieczyszczenia powierzchni cząstkami stali węglowej,
- należy kontrolować ilość wprowadzanego ciepła oraz temperaturę międzyściegową,
- należy stosować właściwie dobrany materiał dodatkowy i gaz osłonowy,
- należy unikać warunków prowadzących do nadmiernego udziału ferrytu w spoinie i strefie wpływu ciepła,
- po spawaniu należy usunąć zgorzelinę i przebarwienia cieplne, jeżeli wymagana jest pełna odporność korozyjna powierzchni.
W przypadku odpowiedzialnych konstrukcji parametry spawania i materiał dodatkowy powinny być dobierane zgodnie z zatwierdzoną technologią spawania oraz wymaganiami dotyczącymi konkretnego zastosowania.
Obróbka cieplna stali 1.4362
Stal 1.4362 jest stalą Duplex i standardowo stosowana jest w stanie po przesycaniu. Obróbka cieplna ma na celu uzyskanie właściwej dwufazowej mikrostruktury austenityczno-ferrytycznej oraz wymaganych właściwości mechanicznych i korozyjnych.
Po przesycaniu materiał powinien być odpowiednio szybko chłodzony, aby ograniczyć możliwość wydzielania niepożądanych faz pogarszających odporność korozyjną i własności mechaniczne.
Stal 1.4362 nie jest przeznaczona do klasycznego hartowania i odpuszczania w celu zwiększenia twardości.
Obróbka mechaniczna i plastyczna stali 1.4362
Stal 1.4362 może być obrabiana plastycznie na zimno i gorąco. Ze względu na wyższą wytrzymałość mechaniczną niż typowe stale austenityczne podczas formowania wymagane są odpowiednio większe siły.
Podczas obróbki skrawaniem zalecane są:
- sztywne maszyny i stabilne mocowanie elementu,
- ostre i odpowiednio dobrane narzędzia,
- dobór parametrów ograniczający niepotrzebne tarcie narzędzia o powierzchnię,
- odpowiednie posuwy i prędkości skrawania,
- skuteczne chłodzenie.
Przy obróbce należy uwzględnić zarówno stosunkowo wysoką wytrzymałość materiału, jak i możliwość umacniania powierzchni podczas odkształcania.
Zastosowanie stali 1.4362, Duplex 2304, UNS S32304
Stal 1.4362 / X2CrNiN23-4 / UNS S32304 / Duplex 2304 stosowana jest przede wszystkim tam, gdzie wymagane jest połączenie dobrej odporności korozyjnej z wysoką wytrzymałością mechaniczną.
Typowe zastosowania obejmują:
- przemysł chemiczny i procesowy,
- zbiorniki i instalacje przemysłowe,
- rurociągi i systemy przesyłowe,
- przemysł celulozowo-papierniczy,
- instalacje wodne i oczyszczalnie ścieków,
- konstrukcje i elementy pracujące w umiarkowanie agresywnych środowiskach,
- wymienniki ciepła,
- elementy konstrukcyjne wymagające wysokiej wytrzymałości przy ograniczeniu masy konstrukcji,
- wybrane zastosowania w przemyśle spożywczym i energetycznym.
W środowiskach o wysokiej zawartości chlorków lub wymagających bardzo wysokiej odporności na korozję wżerową należy rozważyć bardziej stopowe stale Duplex, takie jak 1.4462 / 2205, lub gatunki Super Duplex.
Stal 1.4362 – formy dostawy
Stal 1.4362, X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304 występuje w różnych postaciach wyrobów hutniczych, m.in. jako:
- blachy gorącowalcowane i zimnowalcowane,
- taśmy,
- pręty,
- rury bezszwowe i spawane,
- kształtowniki i profile,
- odkuwki i półwyroby,
- formatki oraz elementy cięte na wymiar.
Stal 1.4362 (X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304) stanowi interesującą alternatywę dla standardowych stali austenitycznych w zastosowaniach wymagających wyższej wytrzymałości mechanicznej oraz dobrej odporności korozyjnej. Dwufazowa struktura austenityczno-ferrytyczna zapewnia korzystne połączenie właściwości mechanicznych i odporności na korozję, szczególnie na korozję naprężeniową.
W zastosowaniach wymagających większej odporności na korozję wżerową i szczelinową, zwłaszcza przy wyższych stężeniach chlorków, stosuje się bardziej stopowe stale Duplex, przede wszystkim 1.4462 / 2205, lub stale Super Duplex.
Stale duplex
1.4362 – stal duplex chromowo-niklowa z dodatkiem molibdenu, miedzi i azotu X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304
1.4162 – stal duplex chromowo-manganowo-niklowa z dodatkiem Mo i Cu X2CrMnNiN21-5-1, UNS S32101, LDX 2101®, A182 F69.
1.4460 – stal duplex chromowo-niklowo-molibdenowa z dodatkiem azotu X3CrNiMoN27-5-2, AISI 329, UNS S32900, SS 2324.
1.4462 – stal duplex chromowo-niklowo-molibdenowa z dodatkiem azotu X2CrNiMoN22-5-3, UNS S31803, S32205, Duplex 2205
Super Duplex
1.4410 – stal super duplex chromowo-niklowo-molibdenowa z dodatkiem azotu X2CrNiMoN25-7-4 – UNS S32750 – Super Duplex 2507
1.4501 – stal super duplex chromowo-niklowo-molibdenowa z dodatkiem Cu, W i N X2CrNiMoCuWN25-7-4 – UNS S32760
1.4507 – stal super duplex chromowo-niklowo-molibdenowa z dodatkiem Cu i N X2CrNiMoCuN25-6-3 – UNS S32550 – F61 / Alloy 255
Zobacz tez pozostałe stale odporne na korozję
Stale nierdzewne
Stale nierdzewne martenzytyczne
Stale nierdzewne ferrytyczne
Stale nierdzewne austenityczne i kwasoodporne
- H18N10MT – X6CrNiMoTi17-12-2 / 1.4571 / AISI 316Ti
- H18N12Nb – X6CrNiNb18-10 / 1.4550 / AISI 347
- H17N13M2T – X6CrNiMoTi17-12-2 / 1.4571 / AISI 316Ti
- 00H17N14M2 – 1.4404 / AISI 316L
- 1H18N9 – X10CrNi18-8 / 1.4310 / AISI 302
- 1H18N9T – X6CrNiTi18-10 / 1.4541 / AISI 321
- 0H18N9 – X5CrNi18-10 / 1.4301 / AISI 304
- 0H23N28M3TCu – X1NiCrMoCu25-20-5 / 1.4539 / AISI 904L
- 1.4567 – X3CrNiCu18-9-4 / AISI 304Cu
- 1.4529 – X1NiCrMoCuN25-20-7 / AISI 926 / UNS N08926
Stale nierdzewne utwardzane wydzieleniowo (PH)
Stale nierdzewne austenityczno-ferrytyczne (Duplex)
Lean Duplex
Duplex
Stale żaroodporne i żarowytrzymałe
- H5M – 12CrMo19-5 / 1.7362
- H6S2 – X10CrAl7 / 1.4713
- H13JS – X10CrAl13 / 1.4724
- H18JS – X10CrAl18 / 1.4742
- H24JS – X10CrAl24 / 1.4762
- H25T – X8CrTi25 / 1.4746
- H20N12S2 – X15CrNiSi20-12 / 1.4828
- H23N13 – X12CrNi23-13 / 1.4833
- H23N18 – X12CrNi25-21 / 1.4845
- H25N20S2 – X15CrNiSi25-20 / 1.4841
- H16N36S2 – X12NiCrSi35-15 / 1.4864
- 1.4835 – 253 MA / X9CrNiSiNCe21-11-2
- 1.4876 – X10NiCrAlTi32-21 / Alloy 800