合金 904L (UNS N08904): 4.5% モリブデン スーパー オーステナイト

プラントエンジニアなら誰でも、データシートに記載されている機能を果たさなかった 316L パイプが故障するのを見たことがあるでしょう。孔食は溶接部、ガスケットの下、または塩化物の滞留箇所から始まり、1 シーズン以内にラインから漏れが発生します。標準的な応答は、1 段上の - に移動することであり、これらの役割の大部分については、正しい次の段は 6% モリブデングレードではなく、二相ではありません。

合金 904L は、316 系合金と 6Mo 合金の間に位置する 4.5% モリブデン スーパー オーステナイト ステンレスで、標準的なオーステナイト系を打ち負かす硫酸、湿ったリン酸、および温海水の負荷に耐えます。

このページのドキュメント合金 904L (UNS N08904、W.Nr 1.4539)- 904L パイプとプレートに適用される化学、機械的特性、腐食エンベロープ、製造基準。

904L とは何か、そしてステンレスファミリーのどこに位置するのか

アロイ904Lは低炭素、高合金のオーステナイト系ステンレス鋼です。-その化学組成は「スーパー オーステナイト」のカテゴリーに分類され、ニッケルが約 23～28%、クロムが 19～23%、モリブデンが 4～5%、銅が 1～2% 含まれています。

銅が特徴的な要素です。銅はモリブデンと組み合わせることで、904L に異常な耐硫酸性を与えます。これは、銅が還元性酸媒体中での鋼の活発な溶解を抑制するためです。

316L - の 2 倍以上の高いニッケル含有量 - により、この合金は 316L にはない塩化物応力腐食割れ-に対する耐性が得られます。その結果、6% モリブデン合金の価格や二相グレードの製造上の制約を受けることなく、幅広い腐食環境に対応できるステンレス グレードが誕生しました。

ASTM B677 に基づく化学組成

以下の熱分析限界は、904L シームレス パイプの ASTM B677 に従っています（ASTM B625 仕様はプレートをカバーし、ASTM B673 は溶接パイプをカバーします）。ニッケルは２３．０～２８．０％で、残りは鉄である。

3 行は注目に値します。炭素最大値 0.020% は、合金が低炭素状態で供給されることを意味します。そのため、溶接中に鋭敏化せず、溶接後の溶体化処理を行わなくても熱影響部の耐食性が維持されます。{{4}{4}これは、現場で製造される配管において決定的な利点です。-。

1.0-2.0% の銅の列は、904L が硫酸に対して優れている元素です。これは、銅が還元酸環境における腐食速度の古典的な低下剤であるためです。 23.0 ～ 28.0% のニッケルの列は、合金の塩化物 SCC 耐性を 316 ファミリーよりもはるかに上回るものです。ニッケル含有量が約 20% を超えると、オーステナイト母材は塩化物応力腐食割れに対してますます耐性が高くなります。

機械的性質

ASTM B677 では、904L シームレス パイプの溶体化焼きなまし状態での次の最小引張特性が要求されています。{{2}これが標準出荷状態です。

904L はオーステナイト合金です。つまり、オーステナイトの長所を共有しています。つまり、完全に非磁性であり、極低温まで延性と靱性を維持し、通常のオーステナイト ステンレス技術で溶接および成形が可能です。-その降伏強度は 316L に匹敵するため、この合金は強度を求めて購入されるのではなく、耐食性を求めて購入されます。設計の壁は、圧力計算ではなく、腐食代と耐孔食性によって設定されます。

物理的性質

904L の密度は 8.0 g/cm3 で、溶融範囲は約 1300 ～ 1390 度です。この合金の弾性率は室温で 185 GPa 近くあり、ニッケルとモリブデンの含有量が増加しているため、316L よりわずかに高くなります。

 

その熱伝導率は、標準オーステナイト-よりも若干低く、100 度で約 12.4 W/m・K-です。これは、管壁が熱伝達抵抗に寄与する熱交換器の設計において重要です。-

腐食エンベロープ: 904L がその役割を勝ち取る場所

904L の商用ケースは 3 つの腐食義務に基づいており、それぞれが 316 ファミリの文書化された故障モードです。

購入者にとっての実際的な方針は次のとおりです。硫酸やリン酸の使用、温塩化物使用、または SCC の影響を受けやすい環境で 316L が失敗したり限界に達した場合には、904L が費用対効果の高いステップアップです。-

これは、大幅に低い合金追加料金で 6% モリブデン合金の腐食利点のほとんどを実現し、標準的なステンレスのように溶接および成形する完全なオーステナイト構造でそれを実現します。境界ケースは継続的な暖かい海水です。904L は性能を発揮しますが、この場合は最良の選択ではありません。そのため、設計エンジニアは 6Mo グレードまたはニッケル合金にステップアップする必要があります。

製造規格と製品形態

904L は、製品形式によって選択された次の仕様に従って供給されます。

• ASTM B677 / ASME SB-677 - シームレス パイプ
• ASTM B673 / ASME SB-673 - 溶接パイプ
• ASTM B625 / ASME SB-625 - プレート、シート、およびストリップ
• ASTM B649 / ASME SB-649 - 棒材および鍛造品
• EN 10216-5 / EN 10217-7 - ヨーロッパの同等物 (1.4539)

904L は完全にオーステナイト系合金であるため、製造ルートは 316L と同じです。パイプは熱間穴あけまたは圧延され、その後溶体化焼鈍され、焼入れされます。焼鈍温度は通常 1090 ～ 1175 度の範囲です。

低炭素含有量は溶融中も維持され、最終製品は焼きなまし、酸洗い、不動態化された状態で供給されます。 ASTM B677 シームレス パイプは、標準寸法およびカスタム寸法の全範囲で利用可能であり、B625 に準拠したプレートは、船舶建造用に薄板から厚板までの厚さで供給されます。

代表的な用途

アロイ904Lは次のサービスで指定されます。

• 希釈および保管システムを含む硫酸の製造および取り扱いライン
• 湿式-リン酸プラント - 蒸発器、移送ライン、反応器内部構造
• 316L が限界である海水冷却システムおよび熱交換器
• 混合塩化物および還元酸を扱う化学プロセスプラント
• 紙パルプ漂白プラント
• 製品の純度が材料の選択を左右する医薬品およびファインケミカル機器-

各サービスでは、仕様は下位グレードの文書化された故障に基づいて決定されており、二相合金の製造上のペナルティや 6Mo およびニッケル合金のコストなしでギャップを埋めるため、904L が選択されます。容器およびタンクの構造では、904L プレートが硫酸貯蔵の標準仕様であり、配管ではシームレス B677 製品がプロセス ラインのデフォルトです。

溶接と製作

904L は、316L と同じ工場慣行で溶接します。GTAW および GMAW に適合するフィラーを使用し、予熱は必要ありません。炭素含有量が低いため鋭敏化が防止されるため、通常必要な溶接後の熱処理も必要ありません。-

溶加材を AWS A5.9 ERNiCrMo-3 (625 タイプ フィラー) または特定の 904L フィラー分類に適合させることは、溶接金属の耐食性を適合させるために一般的に使用され、用途が要求する場合には、接合部の耐孔食性を保証するためにニッケルベースのフィラーを使用して溶接が行われます。

この合金は完全にオーステナイト系であるため、過剰な入熱で溶接が行われると高温割れが発生しやすくなります - パス間温度を制御し、入熱を低くするという標準的なオーステナイト慣行が適用されます。冷間成形は標準的なステンレス工具を使用して簡単に行うことができ、合金の加工硬化速度は中程度です。-

注文時に指定する内容

クリーンな 904L を納品するには、お問い合わせに次の内容を記載する必要があります。

• 標準と形式: 「ASTM B677 に準拠したシームレス パイプ」、「ASTM B625 に準拠したプレート」、UNS N08904 / 1.4539
• 正しいシステムでのサイズ: NPS + パイプのスケジュール、外径 x 壁または厚さ x 幅 x プレートの長さ
• 条件: 溶体化焼きなまし、酸洗い、不動態化
• 証明書: EN 10204 3.1、PMI および必要な試験を含む

よくある質問

Q: 904L は二相ステンレス鋼ですか?
A: いいえ. 904L は、316L のように面心立方構造を持つ完全なオーステナイトです。-- 316L よりも多くのニッケルとモリブデンを含有していますが、二相グレードではなく、2205 や 2507 のような二相構造を持ちません。-

Q: 904L は何に使用されますか?
A: 主に、316L が孔食、隙間腐食、または塩化物応力腐食割れによって故障する硫酸、湿式{0}}リン酸、温間塩化物での使用に適しています。-これは、肥料プラント、酸処理、海水冷却システムでよく見られます。

Q: 904L の PREN は何ですか?
A: 約 34。19 ～ 23% のクロム、4 ～ 5% のモリブデン、および最大 0.10% の窒素から計算されます。これは 316L (約 24) を大きく上回り、6Mo グレード (約 41 ～ 44) を下回ります。

Q: 904L は塩化物応力-腐食割れに耐性がありますか?
A: はい、316L よりもはるかに優れています。ニッケル含有量が 23 ～ 28% であるため、オーステナイト マトリックスはほとんどの塩化物環境で SCC 感受性の閾値を超えていますが、最も過酷な条件では影響を受けません。

Q: 904L は溶接後の熱処理を行わずに溶接できますか?{1}}
A: はい。最大 0.020% の炭素含有量により、熱影響部の炭化物の鋭敏化が防止されるため、溶接されたままの接合部の耐食性が維持されます。-溶接金属の性能を一致させるために、マッチングまたはニッケルベースのフィラーが使用されます。{6}

Q: 904L と 254SMO の違いは何ですか?
A: 254SMO は、より高い耐孔食性とより高い強度を備えた 6% モリブデン グレード (UNS S31254) で、温海水と攻撃的な塩化物向けです。. 904L (4-5% Mo) は安価で、硫酸とリン酸の耐用量に優れています。選択は培地で行われます。酸性の場合は 904L、温海水の場合は 6Mo となります。

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