Сплав 904L (UNS N08904): супераустенитный молибден с содержанием 4,5%.

Каждый инженер завода видел, как труба из стали 316L вышла из строя при выполнении задачи, которая, как указано в технических характеристиках, должна работать. Питтинг начинается на сварном шве, или под прокладкой, или на застойном хлоридном пятне, и в течение сезона линия дает течь. Стандартный ответ — перейти на одну ступеньку вверх -, и для значительной части этих задач правильная следующая ступенька не является маркой молибдена с содержанием 6% и не является дуплексом.

Это сплав 904L, супераустенитная нержавеющая сталь с содержанием молибдена 4,5%, которая находится между семейством 316 и сплавами 6Mo и выдерживает серную кислоту, влажную фосфорную кислоту и теплую морскую воду, которые превосходят стандартные аустенитные сплавы.

Документы этой страницыСплав 904L (UNS N08904, W.Nr 1.4539)- химический состав, механические свойства, коррозионная среда и производственные стандарты, применимые к трубам и пластинам из 904L.

Что такое 904L и какое место он занимает в семействе нержавеющей стали?

Сплав 904Л – это низко-углеродистая высоколегированная-аустенитная нержавеющая сталь, химический состав которой позволяет отнести ее к категории "супераустенитных": примерно 23–28 % никеля, 19–23 % хрома, 4–5 % молибдена и 1–2 % меди.

Медь — фирменный элемент. В сочетании с молибденом медь придает 904L необычайную стойкость к серной кислоте, поскольку медь подавляет активное растворение стали в восстановительно-кислых средах.

Высокое содержание никеля -, более чем вдвое превышающее содержание 316L -, обеспечивает устойчивость сплава к хлоридному растрескиванию под напряжением-коррозионным растрескиванием, которого у 316L просто нет. В результате получается марка нержавеющей стали, которая выдерживает широкую коррозионную среду без затрат на 6%-ные сплавы молибдена или производственных ограничений, присущих дуплексным маркам.

Химический состав согласно ASTM B677

Приведенные ниже пределы теплового-анализа соответствуют ASTM B677 для бесшовных труб 904L (спецификация ASTM B625 распространяется на пластины, а ASTM B673 – на сварные трубы). Никель составляет 23,0-28,0%, остальное железо.

Три ряда заслуживают внимания. Максимальное содержание углерода 0,020 % означает, что сплав поставляется с низким-углеродом, поэтому он не становится сенсибилизированным во время сварки, а зона термического-воздействия сохраняет свою коррозионную стойкость без раствора-отжига после сварки -, что является решающим преимуществом при изготовлении труб-на местах.

Ряд меди с содержанием 1,0-2,0 % — это элемент, который делает 904L превосходным в серной кислоте, поскольку медь является классическим средством снижения скорости коррозии в восстановительно-кислотных средах. Ряд никеля на уровне 23,0-28,0% - это то, что делает стойкость сплава к хлоридному SCC намного выше, чем у семейства 316: когда содержание никеля превышает примерно 20%, аустенитная матрица становится все более невосприимчивой к хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением.

Механические свойства

ASTM B677 требует следующих минимальных свойств растяжения для бесшовных труб 904L в отожженном на раствор-состоянии, что является стандартным состоянием поставки:

904L — это аустенитный сплав, а это означает, что он разделяет аустенитные достоинства: он полностью не-магнитен, сохраняет пластичность и вязкость вплоть до криогенных температур, а также пригоден для сварки и формовки обычными методами обработки аустенитной нержавеющей стали. Его предел текучести сравним с 316L, поэтому сплав покупается не по прочности -, а по коррозионной стойкости, а расчетная стенка задается исходя из припуска на коррозию и питтинговой стойкости, а не из расчета давления.

Физические свойства

Плотность 904L составляет 8,0 г/см³, а диапазон плавления составляет примерно 1300-1390 градусов. Сплав имеет модуль упругости около 185 ГПа при комнатной температуре, что немного выше, чем 316L из-за повышенного содержания никеля и молибдена.

 

Его теплопроводность несколько ниже, чем у стандартного аустенита -, около 12,4 Вт/м·К при 100 градусах -, что имеет значение в конструкции теплообменника-, где стенка трубы способствует сопротивлению теплопередаче-.

Коррозионная оболочка: где 904L выигрывает

Коммерческое обоснование модели 904L основано на трех коррозионных нагрузках, каждая из которых представляет собой документально подтвержденный вид отказа семейства 316:

Для покупателя практическая линия такова: там, где 316L не работает или неэффективен при работе с серной или фосфорной кислотой, при работе с теплыми хлоридами или в средах, -чувствительных к SCC, 904L является экономически-эффективным шагом вперед.

Он обеспечивает большую часть коррозионных преимуществ 6%-ных молибденовых сплавов при значительно более низкой надбавке к сплаву, и это достигается за счет полностью аустенитной структуры, которая сваривается и формируется как стандартная нержавеющая сталь. Пограничным случаем является постоянная теплая морская вода: 904L подходит, но не является лучшим выбором, и для этой задачи инженер-конструктор должен перейти к марке 6Mo или никелевому сплаву.

Стандарты производства и формы продукции

904L поставляется со следующими спецификациями, выбранными в зависимости от формы продукта:

• ASTM B677 / ASME SB-677 - бесшовная труба
• ASTM B673 / ASME SB-673 - сварная труба
• ASTM B625/ASME SB-625 - плита, лист и полоса
• ASTM B649/ASME SB-649 - прутки и поковки
• EN 10216-5 / EN 10217-7 - европейские эквиваленты (1.4539)

Поскольку 904L представляет собой полностью аустенитный сплав, производственный маршрут повторяет 316L: трубу подвергают горячей прошивке или прокатке, затем отжигают на раствор и закаливают, при этом температура отжига обычно находится в диапазоне 1090–1175 градусов.

Низкое содержание углерода поддерживается за счет расплава, а готовое изделие поставляется в отожженном, травленном и пассивированном состоянии. Бесшовные трубы ASTM B677 доступны во всем диапазоне стандартных и нестандартных размеров, а листы B625 поставляются толщиной от тонкого листа до толстого листа для судостроения.

Типичные применения

Сплав 904Луказан в следующих сервисах:

• Линии производства и обработки серной кислоты, включая системы разбавления и хранения.
• Установки по производству фосфорной кислоты мокрого способа--, испарители, транспортные линии и внутренние устройства реакторов
• Системы охлаждения морской водой и теплообменники, где 316L является маргинальным
• Химические заводы, работающие со смешанными хлоридами и восстанавливающими кислотами
• Целлюлозно-бумажные отбеливающие заводы
• Фармацевтическое и тонкое-химическое оборудование, где чистота продукта определяет выбор материала

В каждом сервисе спецификация обусловлена ​​​​задокументированным отказом более низкого класса, и выбран 904L, поскольку он закрывает пробел без штрафов за изготовление, связанных с дуплексом, или стоимости сплавов 6Mo и никеля. При строительстве сосудов и резервуаров пластина 904L является стандартной спецификацией для хранения серной кислоты, а для трубопроводов по умолчанию для технологических линий используется бесшовная продукция B677.

Сварка и изготовление

Для сварки 904L используются те же методы сварки, что и для 316L: GTAW и GMAW с соответствующим наполнителем, не требуется предварительный нагрев и обычно не требуется термообработка после-сварки, поскольку низкое содержание углерода предотвращает сенсибилизацию.

Соответствие присадочного металла AWS A5.9 ERNiCrMo-3 (присадка типа 625) или специальной классификации присадочного материала 904L обычно используется для обеспечения коррозионной стойкости металла сварного шва, а там, где этого требует применение, сварной шов выполняется с наполнителем на основе никеля, чтобы гарантировать стойкость шва к питтинговой коррозии.

Сплав полностью аустенитный, поэтому он чувствителен к горячему растрескиванию, если сварной шов выполнен с чрезмерным подводом тепла - применяется стандартная аустенитная практика с контролируемой температурой между проходами и низким подводом тепла. Холодная формовка проста с использованием стандартных инструментов из нержавеющей стали, а скорость деформационного-закаливания сплава умеренная.

Что указать в заказе

Чтобы получить поставку чистого 904L, в запросе должно быть указано следующее:

• Стандарт и форма: «труба бесшовная по ASTM B677», «пластина по ASTM B625», UNS N08904/1.4539.
• Размер в правильной системе: NPS + таблица для трубы, наружный диаметр x стенка или толщина x ширина x длина для пластины.
• Состояние: раствор отожжен, протравлен, пассивирован.
• Сертификат: EN 10204 3.1, с PMI и необходимым экзаменом.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Является ли 904L дуплексной нержавеющей сталью?
О: Нет,. 904L полностью аустенитный, с грани{1}}центрированной-кубической структурой, как и 316L. В нем содержится больше никеля и молибдена, чем в 316L, но он не является дуплексным сортом и не имеет двух-фазной структуры, как 2205 или 2507.

Вопрос: Для чего используется 904L?
О: В первую очередь для серной кислоты, мокрой-фосфорной кислоты и теплой хлоридной кислоты, где 316L выходит из строя из-за точечной, щелевой коррозии или коррозионного растрескивания под напряжением-хлоридов. Это распространено на заводах по производству удобрений, в системах обработки кислоты и системах охлаждения морской воды.

Вопрос: Что такое PREN 904L?
A: Примерно 34, в пересчете на 19-23% хрома, 4-5% молибдена и до 0,10% азота. Это значительно выше уровня 316L (около 24) и ниже уровня 6Mo (около 41-44).

Вопрос: Устойчив ли 904L к коррозионному растрескиванию под воздействием хлоридов-?
О: Да, намного лучше, чем 316L. Содержание никеля 23-28% ставит аустенитную матрицу выше порога восприимчивости к SCC для большинства хлоридных сред, хотя она не защищена и в самых суровых условиях.

Вопрос: Можно ли сваривать сталь 904L без термообработки после-сварки?
А: Да. Максимальное содержание углерода 0,020 % предотвращает сенсибилизацию карбидов в зоне термического-воздействия, поэтому-сварное соединение сохраняет свою коррозионную стойкость. Соответствующий наполнитель или наполнитель на основе никеля- используется для обеспечения соответствия характеристикам металла шва-.

Вопрос: В чем разница между 904L и 254SMO?
A: 254SMO — это марка молибдена с 6% содержанием (UNS S31254) с более высокой устойчивостью к точечной коррозии и более высокой прочностью, предназначенная для теплой морской воды и агрессивных хлоридов.. 904L (4–5% Mo) дешевле и превосходно работает с серной и фосфорной кислотой. Выбор делается по среде: кислотность указывает на 904L, теплая морская вода указывает на 6Mo.

Свяжитесь сейчас