Legering 904L (UNS N08904): het 4,5% molybdeen superaustenitische

Elke fabrieksingenieur heeft wel eens een 316L-leiding zien falen tijdens een taak die volgens de datasheet zou moeten werken. De putvorming begint bij een las, of onder een pakking, of op een stilstaande chlorideplek, en binnen een seizoen lekt de leiding. Het standaardantwoord is om één trede hoger te gaan - en voor een groot deel van deze rechten is de juiste volgende trede geen molybdeenkwaliteit van 6% en geen duplex.

Het is legering 904L, het superaustenitische roestvrij staal met 4,5% molybdeen dat tussen de 316-familie en de 6Mo-legeringen zit, en dat het zwavelzuur, nat fosforzuur en warm zeewater bevat dat de standaard austenitica verslaat.

Deze pagina documenteertLegering 904L (UNS N08904, W.Nr 1.4539)- de chemie, de mechanische eigenschappen, het corrosie-omhulsel en de productienormen die van toepassing zijn op 904L-buizen en -platen.

Wat 904L is en waar het in de roestvrijstalen familie zit

Legering 904Lis een laag-koolstof, hoog-gelegeerd austenitisch roestvrij staal met een chemie die het in de categorie 'superaustenitisch' plaatst: grofweg 23-28% nikkel, 19-23% chroom, 4-5% molybdeen en 1-2% koper.

Het koper is het kenmerkende element. In combinatie met molybdeen geeft koper 904L zijn ongebruikelijke weerstand tegen zwavelzuur, omdat koper de actieve oplossing van het staal in reducerende zure media onderdrukt.

Het hoge nikkelgehalte - meer dan het dubbele van dat van 316L - geeft de legering weerstand tegen chloridespanning-corrosiescheuren die 316L eenvoudigweg niet heeft. Het resultaat is een roestvaste kwaliteit die een breed corrosief bereik aankan zonder de prijs van de 6% molybdeenlegeringen of de fabricagebeperkingen van duplexkwaliteiten.

Chemische samenstelling volgens ASTM B677

De onderstaande limieten voor warmteanalyse{0}} volgen ASTM B677 voor naadloze buizen van 904L (de ASTM B625-specificatie heeft betrekking op plaat en ASTM B673 heeft betrekking op gelaste buizen). Nikkel is 23,0-28,0% en de rest is ijzer.

Drie rijen verdienen aandacht. Het koolstofmaximum van 0,020% betekent dat de legering wordt geleverd in een toestand met een laag-koolstofgehalte, zodat deze niet gevoelig wordt tijdens het lassen en de door hitte-beïnvloede zone zijn corrosieweerstand behoudt zonder een oplossing-uitgloeien na het lassen - een doorslaggevend voordeel bij veld-gefabriceerde leidingen.

De koperrij van 1,0-2,0% is het element waardoor 904L uitblinkt in zwavelzuur, omdat koper de klassieke corrosiereductie is in reducerende zure omgevingen. De nikkelrij van 23,0-28,0% is wat de chloride-SCC-weerstand van de legering ver boven de 316-familie duwt: naarmate het nikkelgehalte boven ruwweg 20% ​​stijgt, wordt de austenitische matrix steeds immuun voor spanningscorrosiescheuren door chloride.

Mechanische eigenschappen

ASTM B677 vereist de volgende minimale trekeigenschappen voor 904L naadloze buizen in oplossing-gegloeide toestand, wat de standaard leveringsconditie is:

904L is een austenitische legering, wat betekent dat het de austenitische eigenschappen deelt: het is volledig niet-magnetisch, het behoudt ductiliteit en taaiheid tot aan cryogene temperaturen, en het is lasbaar en vervormbaar met gewone austenitische roestvrije technieken. De vloeigrens is vergelijkbaar met die van 316L, dus de legering wordt niet gekocht op sterkte - maar op corrosieweerstand, en de ontwerpmuur wordt bepaald door de corrosietoeslag en de putweerstand in plaats van door de drukberekening.

Fysieke eigenschappen

De dichtheid van 904L is 8,0 g/cm³ en het smeltbereik is ongeveer 1300-1390 graden. De legering heeft een elasticiteitsmodulus van bijna 185 GPa bij kamertemperatuur, iets hoger dan 316L vanwege het verhoogde nikkel- en molybdeengehalte.

 

De thermische geleidbaarheid is iets lager dan die van de standaard austenitische eigenschappen - ongeveer 12,4 W/m·K bij 100 graden -, wat van belang is bij het ontwerp van warmtewisselaars- waarbij de buiswand bijdraagt ​​aan de weerstand tegen warmteoverdracht-.

De corrosie-envelop: waar 904L de klus wint

Het commerciële argument voor de 904L berust op drie corrosieproblemen, en elk ervan is een gedocumenteerde faalwijze van de 316-familie:

Voor de koper is de praktische lijn deze: waar 316L heeft gefaald of marginaal is op het gebied van zwavel- of fosforzuur, in warme chloridetoepassingen of in SCC-gevoelige omgevingen, is 904L de kosten-effectieve stap omhoog.

Het biedt het grootste deel van de corrosievoordelen van de 6% molybdeenlegeringen tegen een aanzienlijk lagere legeringstoeslag, en doet dit in een volledig austenitische structuur die las en vormt als standaard roestvrij staal. Het grensgeval is continu warm zeewater: 904L presteert goed, maar is daar niet de beste keuze, en de ontwerpingenieur zou voor die taak moeten overstappen op een 6Mo-kwaliteit of een nikkellegering.

Productienormen en productvormen

904L wordt geleverd volgens de volgende specificaties, geselecteerd op productvorm:

• ASTM B677 / ASME SB-677 - naadloze buis
• ASTM B673 / ASME SB-673 - gelaste buis
• ASTM B625 / ASME SB-625 - plaat, plaat en strip
• ASTM B649 / ASME SB-649 - staven en smeedstukken
• EN 10216-5 / EN 10217-7 - Europese equivalenten (1.4539)

Omdat 904L een volledig austenitische legering is, weerspiegelt de productieroute 316L: de buis wordt heet doorboord of gewalst, vervolgens oplossingsgegloeid en afgeschrikt, waarbij de ontlatingstemperatuur doorgaans in het bereik van 1090-1175 graden ligt.

Het lage koolstofgehalte wordt door de smelt gehandhaafd en het eindproduct wordt geleverd in gegloeide, gebeitste en gepassiveerde toestand. De ASTM B677 naadloze buis is verkrijgbaar in het volledige scala aan standaard- en aangepaste afmetingen, en de plaat per B625 wordt geleverd in diktes van dunne plaat tot zware plaat voor scheepsbouw.

Typische toepassingen

Legering 904Lwordt gespecificeerd in de volgende diensten:

• Productie- en verwerkingslijnen voor zwavelzuur, inclusief verdunnings- en opslagsystemen
• Natte-procesfosforzuurfabrieken - verdampers, overdrachtsleidingen en reactorintern
• Zeewaterkoelsystemen en warmtewisselaars waarbij 316L marginaal is
• Chemische procesinstallaties die gemengde chloriden en reducerende zuren verwerken
• Pulp- en papierbleekinstallaties
• Farmaceutische en fijn-chemische apparatuur waarbij productzuiverheid de materiaalkeuze bepaalt

Bij elke dienst wordt de specificatie bepaald door een gedocumenteerde storing van een lagere kwaliteit, en 904L wordt gekozen omdat het de kloof overbrugt zonder de fabricageboetes van duplex of de kosten van 6Mo en nikkellegeringen. Voor de constructie van schepen en tanks is 904L-plaat een standaardspecificatie voor opslag van zwavelzuur, en voor leidingen is het naadloze B677-product de standaardspecificatie voor proceslijnen.

Lassen en fabricage

904L last met dezelfde werkplaatspraktijken als 316L: GTAW en GMAW met bijpassende vulstof, geen voorverwarmen vereist en geen thermische behandeling na het lassen, normaal vereist omdat het lage koolstofgehalte sensibilisering voorkomt.

Het matchen van vulmetaal met AWS A5.9 ERNiCrMo-3 (vulmiddel van het type 625) of de specifieke 904L-vulstofclassificatie wordt vaak gebruikt om de corrosieweerstand van het lasmetaal aan te passen, en waar de toepassing dit vereist, wordt de las gemaakt met een vulmiddel op nikkelbasis om de putweerstand van de verbinding te garanderen.

De legering is volledig austenitisch, dus gevoelig voor heetscheuren als de las wordt gemaakt met overmatige warmte-inbreng - de standaard austenitische praktijk van gecontroleerde tussentemperatuur en lage warmte-inbreng is van toepassing. Koudvervormen is eenvoudig met standaard roestvrij gereedschap, en de -hardingssnelheid van de legering is gematigd.

Wat u bij de bestelling moet vermelden

Om een ​​schone 904L-levering te krijgen, moet bij de aanvraag het volgende worden vermeld:

• Norm en vorm: "naadloze buis volgens ASTM B677", "plaat volgens ASTM B625", UNS N08904 / 1.4539
• Maat in het juiste systeem: NPS + schema voor buis, buitendiameter x wand of dikte x breedte x lengte voor plaat
• Conditie: oplossing gegloeid, gebeitst, gepassiveerd
• Certificaat: EN 10204 3.1, met PMI en het vereiste examen

Veelgestelde vragen

Vraag: Is 904L een duplex roestvrij staal?
A: Nee. 904L is volledig austenitisch met een vlak-gecentreerde- kubische structuur, zoals 316L. Het bevat meer nikkel en molybdeen dan 316L, maar is geen duplexkwaliteit en heeft niet de twee--fasestructuur van 2205 of 2507.

Vraag: Waar wordt 904L voor gebruikt?
A: Hoofdzakelijk voor zwavelzuur, fosforzuur bij natte{0}}processen en warme chloridetoepassingen waarbij 316L faalt door putcorrosie, spleetcorrosie of corrosie door chloridespanning-. Het komt veel voor in kunstmestfabrieken, zuurbehandeling en zeewaterkoelsystemen.

Vraag: Wat is de PREN van 904L?
A: Ongeveer 34, berekend op basis van 19-23% chroom, 4-5% molybdeen en maximaal 0,10% stikstof. Dit is ruim boven 316L (ongeveer 24) en onder de 6Mo-cijfers (ongeveer 41-44).

Vraag: Is 904L bestand tegen chloride-spanning-corrosiescheuren?
A: Ja, veel beter dan 316L. Het nikkelgehalte van 23-28% plaatst de austenitische matrix boven de SCC-gevoeligheidsdrempel voor de meeste chloride-omgevingen, hoewel deze niet immuun is onder de meest ernstige omstandigheden.

Vraag: Kan 904L worden gelast zonder warmtebehandeling na het lassen?
EEN: Ja. Het maximale koolstofgehalte van 0,020% voorkomt carbide-sensibilisering in de door hitte-beïnvloede zone, zodat de-gelaste verbinding zijn corrosieweerstand behoudt. Er wordt een bijpassende of op nikkel-gebaseerde vulstof gebruikt om de prestaties van het las-metaal te evenaren.

Vraag: Wat is het verschil tussen 904L en 254SMO?
A: 254SMO is een molybdeenkwaliteit van 6% (UNS S31254) met een hogere putweerstand en hogere sterkte, bedoeld voor warm zeewater en agressieve chloriden.. 904L (4-5% Mo) is goedkoper en blinkt uit in zwavel- en fosforzuur. De keuze wordt gemaakt op het medium: zuur wijst naar 904L, warm zeewater wijst naar 6Mo.

Neem nu contact op