904L vs UNS S31254 Super-austenitisk rustfrit stål: ekstrem korrosionsbestandighed sammenlignet

Oversigt: To familier af super-austenitiske stål

904L og UNS S31254 er begge fuldt austenitiske, rustfrie-nikkelstål, der er udviklet til tjenester, hvor 316L og standard duplekskvaliteter ikke er tilstrækkelige. De diskuteres ofte sammen, fordi begge tilhører den super-austenitiske familie, men deres legeringsfilosofi er forskellige. 904L er en høj-nikkel 20-25 type med moderat molybdæn, optimeret til modstandsdygtighed over for ensartet korrosion af stærke syrer. UNS S31254 er en 6% molybdæn nitrogen-forstærket kvalitet, optimeret til modstandsdygtighed over for lokal korrosion i klorid- og havvandsservice. At vælge mellem dem kræver, at applikationens dominerende korrosionsmekanisme matches.

Sammenligning af kemisk sammensætning

Sammensætningsgrænserne nedenfor er taget fra ASTM A240 for plade, plade og strimmel.

Element, %	904L (UNS N08904)	UNS S31254
C	0,020 maks	0,020 maks
Mn	2.00 max	1.00 max
P	0,045 maks	0,030 maks
S	0,035 maks	0,010 maks
Si	1.00 max	0,80 maks
Cr	19.0-23.0	19.5-20.5
Ni	23.0-28.0	17.5-18.5
Mo	4.0-5.0	6.0-6.5
Cu	1.0-2.0	0.5-1.0
N	0,10 maks	0.18-0.25

EN-betegnelser er 1.4539 (X1NiCrMoCu25-20-5) for 904L og 1.4547 (X1CrNiMoCuN20-18-7) for UNS S31254. De vigtigste forskelle er det meget høje nikkelindhold i 904L og det højere indhold af molybdæn plus nitrogen i UNS S31254.

Mekaniske egenskaber

Minimum rumtemperatur-egenskaber for plade ifølge ASTM A240 er vist nedenfor.

Ejendom	904L (UNS N08904)	UNS S31254
Trækstyrke, MPa	490 min	650 min
0,2 % flydespænding, MPa	220 min	310 min
Forlængelse, %	35 min	35 min

Korrosionsbestandighed i forskellige medier

Syreservice: 904L

904L er valget-til kemiske forarbejdningsanlæg, der håndterer stærke syrer, såsom fortyndet-til-moderat svovlsyre, fosforsyre og mange organiske syrer ved moderate temperaturer. Dens meget høje nikkelindhold undertrykker ensartet korrosion, og dens kobbertilsætning forbedrer modstandsdygtigheden over for især svovlsyre. Hvor designproblemet er generelt metaltab snarere end lokalt angreb, giver 904L ofte den bedste balance mellem ydeevne og omkostninger.

Kloridservice: UNS S31254

UNS S31254 dominerer inden for offshore olie og gas, afsaltning af havvand, papirmasse og papir og kystspildevandsrensning, hvor varme kloridopløsninger angriber selv syrebestandige kvaliteter ved hjælp af grubetæring og sprækkekorrosion. Med en PREN over 43 sammenlignet med nogenlunde de lave-til-midten af ​​30'erne for 904L, modstår UNS S31254 lokaliseret angreb under forhold, der ville pit 904L, og dens nitrogenforstærkning giver samtidig højere mekanisk styrke.

Omkostninger og livscyklusafvejninger-

Begge kvaliteter er førsteklasses materialer. 904L har et meget højt nikkelindhold, hvilket gør det dyrere end standard austenitisk stål. UNS S31254 kræver typisk en højere pris pr. kilogram end 904L på grund af dets indhold af molybdæn og nitrogen, og forskellen nævnes almindeligvis i intervallet 30-40 %. I barske kloridmiljøer opvejer den længere levetid, reducerede vedligeholdelse og lavere risiko for fejl ved UNS S31254 imidlertid de højere første omkostninger. I syredomineret service leverer 904L normalt de lavere livscyklusomkostninger, fordi den modstår den dominerende korrosionsmekanisme uden at have brug for det højere legeringsindhold i 6 % molybdænkvaliteten.

Fremstillingsforskelle

Begge kvaliteter er austenitiske og kræver svejsning med lav varmetilførsel med matchende eller overlegerede fyldmetaller for at undgå sensibilisering og bevare korrosionsbestandigheden. UNS S31254 har højere styrke og en højere arbejds-hærdningshastighed, så formning kræver mere kraft, og bearbejdning er mere krævende. 904L giver bedre duktilitet og er lettere at forme til komplekse former. For begge kvaliteter bør svejseprocedurer være kvalificerede til den specifikke service, og efter-svejsning af den svejse- og varme-berørte zone er afgørende.

Ofte stillede spørgsmål

1. Hvad er de to karakterers kernesammensætninger og præstationsstyrker?

904L (UNS N08904) indeholder 19-23 % Cr, 23-28 % Ni og 4-5 % Mo med lavt kulstofindhold, som udmærker sig ved svovl- og phosphorsyre. UNS S31254 indeholder 19,5-20,5 % Cr, 17,5-18,5 % Ni, 6,0-6,5 % Mo og høj nitrogen, hvilket giver overlegen pitting-resistens med en PREN over 43 i chloridrige medier.

2. Hvordan adskiller deres korrosionsbestandighed sig i ekstreme omgivelser?

904L foretrækkes til kemiske anlæg, der håndterer stærke syrer såsom fortyndet svovlsyre ved moderate temperaturer. UNS S31254 dominerer offshore, havvandsafsaltning og papirmasse- og papirservice og modstår grubetæring og sprækkekorrosion selv i varme kloridopløsninger.

3. Hvornår er den ene klasse et bedre valg end den anden?

Vælg 904L, når påføringen fokuserer på stærk syrebestandighed og ensartet korrosion. Vælg UNS S31254, når du står over for høje kloridkoncentrationer og risiko for pitting, såsom undersøiske rørledninger, kystnære spildevandssystemer og havvandskøling.

4. Hvad er de vigtigste-afvejninger mellem de to karakterer?

904L har højere nikkelindhold og er dyrere end standard austenitik men generelt billigere end UNS S31254. Det højere molybdæn- og nitrogenindhold i UNS S31254 øger omkostningerne med ca. 30-40% i forhold til 904L, men den længere levetid i barske kloridmiljøer opvejer forskellen.

5. Hvilke fremstillingstips betyder noget for disse super-austenitiske karakterer?

Begge kræver svejsning med lav varmetilførsel for at undgå sensibilisering, med matchende super-austenitiske eller over-legerede fyldmetaller for optimal korrosionsbestandighed. UNS S31254 har højere styrke og arbejds-hærdningshastighed, hvilket kræver justerede formningstryk, mens 904L giver bedre duktilitet til kompleks formgivning. Kvalificere svejseprocedurer og rengøre svejseområder efter fremstilling.