داپلکس ۲۳۰۴ ،از نوع فولاد ضد زنگ داپلکس با ساختار متعادل فریتی و آستنیتی است. این فولاد از استحکام و چقرمگی بالا، مقاومت در برابر ترک ناشی از خوردگی تنشی (CCT)، هدایت حرارتی بالا، انبساط حرارتی کم و همچنین ساخت آسان برخوردار است. استفاده از این فولاد، برای مدت طولانی در دمایی بیش از ۱۰۵۸˚C (570˚F) توصیه نمی‌شود. کاربرد داپلکس ۲۳۰۴ به دلیل خصوصیاتی که دارد گسترده است.
مشخصات داپلکس ۲۳۰۴
اطلاعات زیر، نمای کلی از داپلکس گرید 2304 را ارائه می‌دهد.
ساختار ۲۳۰۴
ریزساختار استیل ۲۳۰۴، در مقایسه با فولادهای ضد زنگ داپلکس حاوی مولیبدن، بسیار پایدار است. این فولاد پس از آنیل شدن، در ریزساختار خود، حاوی مقادیر تقریبا برابر فریت و آستنیت می‌باشد.
ترکیبات شیمیایی
ترکیبات شیمیایی داپلکس گرید ۲۳۰۴ به شریح زیر است.
آهن : ۷۲.۶۷۹ درصد، کربن: ۰.۰۲ درصد، کروم: ۲۳ درصد، نیکل: ۴ درصد، مولیبدن: ۰.۲ درصد، نیتروژن: ۰.۱ درصد و گوگرد: ۰.۰۰۱ درصد
خواص مکانیکی
خواص مکانیکی استیل ۲۳۰۴ در زیر نشان داده شده است.
استحکام کششی: ≥ ۶۰۰ MPa
تنش تسلیم: ≥ ۴۰۰ MPa
مدول الاستیسیته: ۲۰۰ GPa
مدول برشی: 75.0 GPa
ضریب پواسون: ۰.۳۳۳
سختی Rockwell : ≤ ۲۰.۰
سختی Brinell: 180 – 230
گرید معادل داپلکس ۲۳۰۴
فولادهای معادل فولاد ضد زنگ داپلکس گرید ۲۳۰۴ در زیر آورده شده است:
ASTM A240
ASTM A276
ASTM A480
ASTM A789
ASTM A790
DIN 1.4362
مقاومت دربرابر خوردگی
با توجه به مقدار بالای کروم (۲۳%) در داپلکس ۲۳۰۴، مقاومت در برابر خوردگی این فولاد ، عملا با آلیاژ L316 برابر است. ریزساختار دوگانه و مقدار نیکل کم و کروم زیاد در فولاد ضد زنگ ۲۳۰۴، باعث می‌شود از مقاومت در برابر خوردگی تنشی بهتری، در مقایسه با گریدهای آستنیتی استاندارد L304 و L316 برخوردار باشد. این فولاد، از نظر مقاومت در برابر خوردگی حفره ای و شکاف، بهتر از فولاد ضد زنگ L316 عمل می‌کند. لازم به ذکر است که آلیاژهای ۳۰۴L و ۳۱۶L در برابر ترک ناشی از خوردگی تنشی در محلول‌های آبی حاوی کلرید، بهتر مقاومت می‌کنند. میزان خوردگی فولاد ۲۳۰۴ در اسید نیتریک (۶۵٪)، بیشتر از آلیاژ L316 است. تنش تسلیم بالای این گرید فولاد داپلکس باعث می‌شود که این فولاد در کاربردهای سایش و یا خوردگی عملکرد خوبی داشته باشد.
فرآیندهای ساخت داپلکس ۲۳۰۴
از فرایندهای ساخت میتوان به ماشینکاری، شکل‌پذیری، جوشکاری، سردکاری و عملیات حرارتی اشاره کرد.
در ادامه هرکدام از این موارد را خواهید خواند.
ماشینکاری
ماشینکاری استیل گرید ۲۳۰۴، با سرعت کم انجام می‌شود؛ که انجام این عمل با یک روند ثابت، باعث می‌شود تمایل فولاد ۲۳۰۴ به کارسختی کاهش یابد.
شکل‌پذیری
این فولاد، به‌دلیل دارا بودن تراشه‌های بلند، از استیل ضد زنگ گرید ۳۰۴ و ۳۱۶ سخت‌تر است. برخلاف فولادهای ضد زنگ سری ۳۰۰، فولاد داپلکس ۲۳۰۴، به‌دلیل تنش تسلیم بیشتر، به فشار بیشتری در هنگام شکل‌دهی احتیاج دارد. لازم است بدانید که ویژگی‌های چقرمگی و انعطاف پذیری کم فولاد ۲۳۰۴، باعث می‌شود شکل‌پذیری این فولاد دشوار شود.
جوشکاری داپلکس ۲۳۰۴
جوشکاری فولاد ۲۳۰۴، با استفاده از اکثر روش‌های سنتی مانند جوشکاری قوسی گاز تنگستن (GTAW) ، جوشکاری قوسی زیرپودری (SAW) و جوشکاری قوسی با گاز محافظ (GMAW) قابل انجام است. فلز پرکننده باید تعادلی از نوع فریت / آستنیت مانند گرید ۲۲۰۵ یا ۲۳۰۴ باشد.
سردکاری
فولاد های داپلکس، از قابلیت شکل‌پذیری خوبی برخوردار هستند.
به‌دلیل استحکام بالای این فولادها، برای سردکاری قدرت بیشتری نسبت به فولادهای ضد زنگ آستنیتی نیاز است.
فولاد ۲۳۰۴ را میتوان به راحتی رول کرد، اما تحمل بار در آنها، حدود ۶۰% بیشتر از فولاد کم کربن خواهد بود و همچنین از سرعت های کندتر استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که برای کشش‌های عمیق و سخت به آنیل میانی نیاز است.
گرم کاری
کارگرم فولاد ۲۳۰۴، پس از گرم کردن مواد در دمای ۹۵۴-۱۰۹۳˚C (1750-2000˚F) انجام شده، و پس از آن به سرعت خنک می‌شود.
عملیات حرارتی
آنیل کردن این استیل، بعد از گرم کاری و سردکاری روی فولاد توصیه می‌شود.
برای آنیل کردن، فولاد در دمای ۹۳۰-۱۰۵۰˚C (1710-F1920) گرم می‌شود و پس از آن به سرعت کوئنچ می‌شود.
کاربرد داپلکس ۲۳۰۴
فولاد ضد زنگ داپلکس گرید ۲۳۰۴، در صنایع مختلف از جمله کاغذ و خمیر کاغذ، بررسی ذغال سنگ، پتاس، خوردن و آشامیدن و فاضلاب استفاده می‌شود.
کاربرد داپلکس ۲۳۰۴ به طور خاص، در موارد زیر است:
پل‌ها، مخازن ذخیره سازی، آبگرمکن‌ها، مبدل‌های حرارتی، مخازن تحت فشار، لوله‌های آب آشامیدنی، دودکش‌ها، سیستم‌های دریایی، تجهیزات نمک زدایی، قطعات مورد نیاز برای طراحی سازه، پروانه موتور و محورها، فایروال‌ها و دیواره‌های انفجار در سکوهای دریایی، مخازن بار و سیستم لوله در مخازن شیمیایی، تجهیزات لوله کشی برای کاربردهای عمومی
تهیه شده توسط تیم تولید محتوای استیل ایرانیان
