L’alliage 2304 (UNS S32304) est un acier inoxydable duplex dont la composition comprend 23 % de chrome, 4 % de nickel et ne contient pas de molybdène. Voici quelques points clés sur l’alliage 2304 :
Résistance à la corrosion :
L’alliage 2304 présente des propriétés de résistance à la corrosion similaires à celles de l’acier inoxydable austénitique 316L.
Il offre une bonne résistance à une large gamme d’environnements corrosifs, y compris les solutions contenant du chlorure.
Propriétés mécaniques :
Par rapport aux nuances austénitiques telles que 304L et 316L, l’alliage 2304 offre une résistance mécanique plus élevée, y compris la limite d’élasticité.
La résistance accrue permet de réduire le poids dans les applications, en particulier dans les applications de récipients sous pression correctement conçues.
Microstructure duplex :
L’alliage 2304 a une microstructure duplex constituée d’un mélange équilibré de phases de ferrite et d’austénite.
Cette microstructure contribue à la combinaison de la résistance à la corrosion et des propriétés mécaniques de l’alliage. L’alliage 2304 est couramment utilisé dans diverses industries, notamment le traitement chimique, le pétrole et le gaz et les environnements marins. Il trouve des applications dans des équipements tels que les récipients sous pression, les échangeurs de chaleur, les systèmes de tuyauterie et les composants structurels.
Applications
- Généralement là où 304 et 316L sont utilisés
- Industrie des pâtes et papiers (réservoirs de stockage de copeaux, réservoirs de liqueur blanche et noire, digesteurs)
- Solutions caustiques, acides organiques (résistance à la CSC)
- Industrie alimentaire
- Récipients sous pression (gain de poids)
- Exploitation minière (abrasion/corrosion)
Normes
ASTM/ASME.......... A240 - UNS S32304
EURONORM........... 1,4362 - x2 Cr Ni 23,4
AFNOR................... Z3 CN 23.04 Az
VACARME......................... W. Nr 1.4362
L’alliage 2304 est un acier inoxydable duplex sans molybdène à 23 % de chrome et 4 % de nickel. L’alliage 2304 a des propriétés de résistance à la corrosion similaires à celles du 316L. De plus, ses propriétés mécaniques, c’est-à-dire sa limite d’élasticité, sont deux fois supérieures à celles des nuances austénitiques 304/316. Cela permet au concepteur de gagner du poids, en particulier pour les applications de récipients sous pression correctement conçues.
L’alliage est particulièrement adapté aux applications couvrant la plage de température de -50 °C/+300 °C (-58 °F/572 °F). Des températures plus basses peuvent également être envisagées, mais nécessitent certaines restrictions, en particulier pour les structures soudées.
Grâce à sa microstructure duplex et à sa faible teneur en nickel et en chrome, l’alliage présente des propriétés de résistance à la corrosion sous contrainte améliorées par rapport aux nuances austénitiques 304 et 316.
Corrosion générale
En raison de sa teneur élevée en chrome (23%), les propriétés de résistance à la corrosion du 2304 sont presque équivalentes à celles du 316L.
Résistance à la corrosion dans différents acides organiques
Résistance à la corrosion à l’acide sulfurique stagnant (0,3 mm/an)
Résistance à la corrosion localisée
Les ajouts de 23 % de chrome et de 0,1 % d’azote expliquent pourquoi l’acier inoxydable duplex 2304 se comporte beaucoup mieux que l’alliage 316L en ce qui concerne la résistance à la corrosion par piqûres et crevasses.
Résistance à la corrosion sous contrainte
Les résultats des tests de résistance à la corrosion sous contrainte dans des solutions aqueuses contenant du chlorure ((8ppm 02) PH = 7, >1000 h, contraintes appliquées supérieures à la limite d’élasticité) montrent que l’alliage 2304 surpasse les alliages 304L et 316L, en raison de ses ajouts élevés en chrome et de sa faible teneur en nickel.
Il s’agit d’une caractéristique typique des aciers inoxydables duplex. L’alliage 2205 est toujours plus performant que le 2304 dans des conditions similaires.
Autres propriétés de résistance à la corrosion
L’acier inoxydable duplex en alliage 2304 passe avec succès la plupart des procédures de test IC standard telles que les tests ASTM, A262E et C. Son taux de corrosion dans l’acide nitrique bouillant (65%) est supérieur à celui de l’alliage 316L. En raison de sa limite d’élasticité élevée, l’alliage fonctionne bien dans les applications d’abrasion/corrosion.
Valeurs typiques (% de poids)
|
Carbone
|
Chrome
|
Nickel
|
Molybdène
|
Azote
|
Autrui
|
|
0.020
|
23
|
4
|
0.2
|
0.1
|
S=0,001
|
|
PREN = [Cr%] = 3,3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 24
|
Propriétés physiques
Densité
7 800 kg/m3 à 0,28 lb/po3
|
Intervalle
Caractère
°C
|
Thermique
expansion
ax10M-bK-1
|
°C
|
Résistivité
(μ_ cm)
|
Thermique
conductivité
(W.m-1.K-1)
|
Spécifique
chaleur
(J.kg-1.K-1
|
Jeune
module
E
(GPa)
|
Tondre
module
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
|
Propriétés mécaniques
Propriétés de traction (valeurs minimales)
|
°C
|
Rp 0.2
Mpa
|
RP 1.0
Mpa
|
RP 1.0
Mpa
|
°F
|
YS 0,2 %
Décalage KSI
|
YS 0,1 %
Décalage KSI
|
UTS
KSI
|
Élongation
%
|
|
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
|
Valeurs obtenues pour les tôles laminées à chaud (th ≤ 2 »). L’alliage 2304 ne doit pas être utilisé pendant une longue période à des températures supérieures à 300 °C (572 °F), où un phénomène de durcissement par précipitation se produit.
Valeurs de ténacité (valeurs minimales KCV)
|
Intérimaire.
|
-50°C
|
+20°C
|
-60°F
|
+70°F
|
|
Célibataire
|
75 J/cm_
|
90 J/cm_
|
54 lb-pi
|
65 lb-pi
|
|
Moyenne (5)
|
90 J/cm_
|
150 J/cm
|
65 lb-pi
|
87 lb-pi
|
Dureté (valeurs typiques)
|
Moyenne (5)
|
HV10 180-230
|
HB : 180-230
|
HRC _ 20
|
Structure
L’analyse chimique du 2304 est optimisée pour obtenir une microstructure typique de 50 a/50 g après traitement de recuit de mise en solution à 950°/1050°C (1742°/1922°F).
La microstructure du duplex 2304 est très stable par rapport aux aciers inoxydables duplex contenant du molybdène. Les phases intermétalliques ne sont présentes qu’après 10 heures de maintien dans la plage de température de 750 °/850 °C (1382 °/1562 °F). Les ajouts de cuivre à la nuance 2304, lorsqu’ils sont spécifiés, augmentent la dureté de l’acier après traitement thermique dans la plage de température de 350 °/500 °C (662 ° / 932 ° F).
Traitement
Formage à chaud
Le formage à chaud doit être effectué dans la plage de température de 1150/900°C (2100/1650°F). Après le formage, un nouveau traitement de recuit en solution est recommandé dans la plage de température de 950 °/1050 °C (2100 ° / 1650 ° F) pour restaurer complètement les propriétés de résistance à la corrosion et les propriétés mécaniques. Les pièces formées avec du 2304 doivent être soutenues avec précaution pendant le chauffage pour éviter la déformation par fluage.
Formage à froid
L’alliage 2304 peut être formé à froid sans aucun problème. Le même équipement que celui utilisé pour le formage à froid des grades 304L et 316L peut être utilisé. En raison de ses propriétés mécaniques plus élevées, y compris la limite d’élasticité, des contraintes plus élevées sont nécessaires pour le formage à froid. Un traitement thermique de recuit final est également recommandé après le formage à froid afin de restaurer les propriétés mécaniques et de résistance à la corrosion, telles que décrites dans le « formage à chaud ».
Détartrage
L’alliage 2304 duplex présente des propriétés d’usinabilité améliorées, en particulier lorsqu’il s’agit de perçage. Son comportement est équivalent à celui de 316LEZ*. De plus, le 2304 a de meilleures propriétés de résistance à la corrosion et de propreté car aucun ajout de soufre n’est nécessaire. Le comportement de résistance à la corrosion localisée est amélioré.
*316LEZ est une nuance de type 316L avec des propriétés d’usinabilité améliorées.
