Legering 904L (UNS N08904): Super Austenitic med 4,5 % molybden

Varje anläggningsingenjör har sett ett 316L-rör misslyckas i en uppgift som enligt databladet borde fungera. Pittingen börjar vid en svets, eller under en packning, eller vid en stillastående kloridplats, och inom en säsong läcker ledningen. Standardsvaret är att flytta upp ett steg - och för en stor del av dessa uppgifter är det korrekta nästa steg inte en 6 % molybdenkvalitet och det är inte en duplex.

Det är Alloy 904L, den 4,5 % molybden superaustenitiska rostfria som sitter mellan 316-familjen och 6Mo-legeringarna, och som bär svavelsyra, våt fosforsyra och varmt havsvatten som besegrar standardausteniterna.

Den här sidan dokumenterarLegering 904L (UNS N08904, W.Nr 1.4539)- kemin, de mekaniska egenskaperna, korrosionshöljet och de tillverkningsstandarder som gäller för 904L-rör och plåt.

Vad 904L är, och var den sitter i den rostfria familjen

Legering 904Lär ett låg-kol, hög-legerat austenitiskt rostfritt stål med en kemi som placerar det i kategorin "superaustenitisk": ungefär 23–28 % nickel, 19–23 % krom, 4–5 % molybden och 1–2 % koppar.

Koppar är signaturelementet. I kombination med molybdenet ger koppar 904L dess ovanliga motståndskraft mot svavelsyra, eftersom koppar undertrycker den aktiva upplösningen av stålet i reducerande sura medier.

Den höga nickelhalten - mer än dubbelt så stor som 316L - ger legeringens motståndskraft mot kloridpåkänning-korrosionssprickor som 316L helt enkelt inte har. Resultatet är en rostfri kvalitet som klarar ett brett korrosivt hölje utan priset på 6 % molybdenlegeringar eller tillverkningsrestriktioner för duplexkvaliteter.

Kemisk sammansättning enligt ASTM B677

Gränserna för värme-analys nedan följer ASTM B677 för 904L sömlösa rör (ASTM B625-specifikationen täcker plåten och ASTM B673 täcker svetsade rör). Nickel är 23,0-28,0%, och resten är järn.

Tre rader förtjänar uppmärksamhet. Kolmaximum på 0,020 % betyder att legeringen tillförs i låg-kolhalt, så den sensibiliseras inte under svetsning och den värme-påverkade zonen bibehåller sin korrosionsbeständighet utan lösning-glödgning efter svetsning - en avgörande fördel i fält-tillverkning.

Kopparraden vid 1,0 -2,0 % är grundämnet som gör att 904L utmärker sig i svavelsyra, eftersom koppar är den klassiska reduceringen av korrosionshastigheter i reducerande sura miljöer. Nickelraden vid 23,0-28,0 % är det som pressar legeringens klorid-SCC-beständighet långt över 316-familjen: när nickelhalten stiger över ungefär 20 %, blir den austenitiska matrisen alltmer immun mot kloridspänningskorrosionssprickor.

Mekaniska egenskaper

ASTM B677 kräver följande minimidragegenskaper för 904L sömlösa rör i det lösningsglödgade tillståndet-, vilket är standardleveransvillkoret:

904L är en austenitisk legering, vilket betyder att den delar de austenitiska fördelarna: den är helt o-magnetisk, den behåller duktilitet och seghet ner till kryogena temperaturer, och den är svetsbar och formbar med vanliga austenitiska rostfria tekniker. Dess sträckgräns är jämförbar med 316L, så legeringen köps inte för hållfasthet - den köps för korrosionsbeständighet, och designväggen bestäms av korrosionstillåten och gropfrätningsmotståndet snarare än av tryckberäkningen.

Fysiska egenskaper

Densiteten för 904L är 8,0 g/cm³, och smältområdet är ungefär 1300-1390 grader. Legeringen har en elasticitetsmodul nära 185 GPa vid rumstemperatur, något högre än 316L på grund av den ökade nickel- och molybdenhalten.

 

Dess värmeledningsförmåga är något lägre än standardaustenitik - cirka 12,4 W/m·K vid 100 grader - vilket spelar roll i värmeväxlardesignen- där rörväggen bidrar till värmeöverföringsmotståndet-.

Korrosionshöljet: där 904L vinner jobbet

Det kommersiella fodralet för 904L vilar på tre korrosionsuppgifter, och var och en är ett dokumenterat felläge i 316-familjen:

För köparen är den praktiska linjen denna: där 316L har misslyckats eller är marginell i svavel- eller fosforsyraservice, i varm klorid eller i SCC-känsliga miljöer, är 904L det kostnadseffektiva-steg uppåt.

Den ger det mesta av korrosionsfördelarna med 6 % molybdenlegeringar till en betydligt lägre legeringsavgift, och den gör det i en helt austenitisk struktur som svetsar och formar som standard rostfritt. Gränsfallet är kontinuerligt varmt havsvatten: 904L presterar men är inte det bästa valet där, och designingenjören bör gå upp till en 6Mo-kvalitet eller en nickellegering för den uppgiften.

Tillverkningsstandarder och produktformer

904L levereras enligt följande specifikationer, valda efter produktform:

• ASTM B677 / ASME SB-677 - sömlösa rör
• ASTM B673 / ASME SB-673 - svetsade rör
• ASTM B625 / ASME SB-625 - plåt, plåt och remsa
• ASTM B649 / ASME SB-649 - stång och smide
• EN 10216-5 / EN 10217-7 - Europeiska motsvarigheter (1,4539)

Eftersom 904L är en helt austenitisk legering, speglar tillverkningsvägen 316L: röret är varmgenomborrat eller valsat, sedan lösningsglödgad och kyld, med glödgningstemperaturen typiskt i intervallet 1090-1175 grader.

Den låga kolhalten bibehålls genom smältan och den färdiga produkten tillförs i glödgat, betat och passiverat tillstånd. ASTM B677 sömlösa rör finns i alla standard- och specialmått, och plattan per B625 levereras i tjocklekar från tunnplåt till tung plåt för fartygskonstruktion.

Typiska tillämpningar

Legering 904Lspecificeras i följande tjänster:

• Produktions- och hanteringslinjer för svavelsyra, inklusive utspädning och lagringssystem
• Våta-bearbetningsfosforsyraanläggningar - förångare, överföringsledningar och interna reaktorer
• Sjövattenkylsystem och värmeväxlare där 316L är marginell
• Kemiska processanläggningar som hanterar blandade klorider och reducerande syror
• Massa- och pappersblekväxter
• Farmaceutisk och fin-kemisk utrustning där produktens renhet styr materialvalet

I varje tjänst drivs specifikationen av ett dokumenterat fel av en lägre kvalitet, och 904L väljs eftersom den stänger gapet utan tillverkningsstraffet för duplex eller kostnaden för 6Mo och nickellegeringar. För kärl- och tankkonstruktion är 904L-plåt en standardspecifikation för lagring av svavelsyra, och för rörledningar är den sömlösa B677-produkten standard för processlinjer.

Svetsning och tillverkning

904L-svetsar med samma butikspraxis som 316L: GTAW och GMAW med matchande fyllmedel, ingen förvärmning krävs och ingen efter-värmebehandling krävs normalt eftersom den låga kolhalten förhindrar sensibilisering.

Matchande tillsatsmetall till AWS A5.9 ERNiCrMo-3 (625-typ fyllmedel) eller den specifika 904L-spackelklassificeringen används vanligtvis för att matcha korrosionsbeständighet i svetsmetallen, och där applikationen kräver, görs svetsen med ett nickelbaserat fyllmedel för att garantera fogmotståndskraften.

Legeringen är helt austenitisk, så den är känslig för hetsprickbildning om svetsen är gjord med för hög värmetillförsel - den austenitiska standardpraxisen med kontrollerad interpasstemperatur och låg värmetillförsel gäller. Kallformning är enkel med standardverktyg i rostfritt stål, och legeringens härdningshastighet- är måttlig.

Vad ska anges på beställningen

För att få en ren 904L leverans bör förfrågan ange följande:

• Standard och form: "sömlöst rör till ASTM B677", "plåt till ASTM B625", UNS N08904 / 1.4539
• Storlek i rätt system: NPS + schema för rör, OD x vägg eller tjocklek x bredd x längd för plåt
• Tillstånd: lösning glödgat, betat, passiverat
• Certifikat: EN 10204 3.1, med PMI och den obligatoriska undersökningen

FAQ

F: Är 904L ett duplext rostfritt stål?
S: Nej. 904L är helt austenitisk med en ansikts-centrerad-kubisk struktur, som 316L. Den bär högre nickel och molybden än 316L, men den är inte en duplexkvalitet och har inte tvåfasstrukturen 2205 eller 2507.

F: Vad används 904L till?
S: Främst för svavelsyra, våt-processfosforsyra och varm kloridservice där 316L brister på grund av gropfrätning, spaltkorrosion eller kloridpåkänning-korrosionssprickor. Det är vanligt i gödningsanläggningar, syrahantering och havsvattenkylningssystem.

F: Vad är PREN för 904L?
S: Cirka 34, räknat från 19-23% krom, 4-5% molybden och upp till 0,10% kväve. Detta är långt över 316L (cirka 24) och under 6Mo-graderna (cirka 41-44).

F: Motstår 904L kloridpåfrestningar-korrosionssprickor?
A: Ja, mycket bättre än 316L. Nickelhalten på 23-28 % placerar den austenitiska matrisen över SCC-känslighetströskeln för de flesta kloridmiljöer, även om den inte är immun under de mest svåra förhållanden.

F: Kan 904L svetsas utan efter-värmebehandling?
A: Ja. Den maximala kolhalten på 0,020 % förhindrar karbidsensibilisering i den värme-påverkade zonen, så den som-svetsade fogen behåller sin korrosionsbeständighet. Matchande eller nickelbaserat-fyllmedel används för att matcha svets-metallprestanda.

F: Vad är skillnaden mellan 904L och 254SMO?
S: 254SMO är en 6 % molybdenkvalitet (UNS S31254) med högre gropfrätningsbeständighet och högre hållfasthet, avsedd för varmt havsvatten och aggressiva klorider. Valet görs på medium: syra pekar på 904L, varmt havsvatten pekar på 6Mo.

Kontakta nu