904L vs 316L rozsdamentes acél: Kúszásállóság és magas hőmérsékleti korlátok{2}}

Kúszásállóság az ausztenites rozsdamentes acélokban

A kúszás egy anyag időtől{0}}függő alakváltozása állandó feszültség alatt, emelt hőmérsékleten. Az acéloknál a kúszás akkor válik tervezési tényezővé, ha az üzemi hőmérséklet az olvadásponthoz képest elég magas, jellemzően az abszolút olvadási hőmérséklet körülbelül 0,4-e fölött van. Az ausztenites rozsdamentes acélok esetében ez azt jelenti, hogy a kúszási megfontolások 425-500 °C körül kezdődnek, a feszültségszinttől és a szükséges élettartamtól függően. A kúszásállóság számít a vegyi feldolgozásban, az energiatermelésben, a nyomástartó edénygyártásban és a hőcserélők tervezésében. Azonban az itt összehasonlított két minőséget, a 316L-t és a 904L-t elsősorban a korrózióállóság miatt ötvözik; egyik sem a tartós teherviselésre szolgál a kúszási tartományban, és ez a megkülönböztetés központi szerepet játszik a helyes anyagválasztásban.

904L és 316L: minőség áttekintése

A 316L (UNS S31603, EN 1.4404, JIS SUS316L) egy alacsony-szén-tartalmú molibdén-tartalmú ausztenites minőség, amelyet széles körben használnak általános korrozív hatásokhoz, különösen kloridos és enyhén savas környezetben. Széntartalma legfeljebb 0,03% a hegesztés közbeni érzékenység elkerülése érdekében. Az . 904L (UNS N08904, EN 1.4539) magasabb-ötvözetű ausztenites, 23-28% nikkelt, 19-23% coppert, 23% coppert, molybdént és 5% molybdént. Kén- és foszforsavval, kloridos lyukkorrózióval és réskorrózióval szembeni ellenállásra fejlesztették ki, és inkább a teljesen ausztenites, erősen ötvözött acélok közé sorolják, mint a hőálló minőségbe.

Kémiai összetétel összehasonlítása

Elem	316L (UNS S31603)	904L (UNS N08904)
szén, max %	0.030	0.020
Króm %	16.0 - 18.0	19.0 - 23.0
Nikkel %	10.0 - 14.0	23.0 - 28.0
Molibdén %	2.0 - 3.0	4.0 - 5.0
réz %	-	1.0 - 2.0
Szilícium, max %	0.75	1.00
mangán, max %	2.00	2.00

Az összetételi határértékek mindkét minőségnél követik az ASTM A240 szabványt.

Mechanikai tulajdonságok összehasonlítása (hevített)

Ingatlan	316L	904L
Szakítószilárdság, min MPa	485	490
Folyáshatár (0,2%), min MPa	170	220
Megnyúlás, min %	40	35
Sűrűség, g/cm3	7.93	8.00

Szobahőmérsékleten a 904L magasabb minimális folyáshatárt mutat, mint a 316L magasabb ötvözettartalma miatt, míg a nyúlás valamivel kisebb. Egyik különbség sem jelentős a magas hőmérsékletű-tervezésnél.

Magas-hőmérséklet és kúszási teljesítmény: amit a szabványok mondanak

Mindkét fokozat emelt hőmérsékletű{0}}képessége korlátozott. Az EN 10028-7, az acélból készült, nyomás alatti lapos termékek európai szabványa, megemelt -hőmérsékletálló szilárdsági értékeket biztosít mind az 1,4404 (316L) és az 1,4539 (904L) esetében, csak 400 °C-ig; e hőmérséklet felett a tartós{12}}terhelésű tervezéshez olyan kúszási adatokra lenne szükség, amelyek ezekre a fokozatokra nem szabványosak. A gyakorlatban mindkét anyagot körülbelül 400{17}}450 °C-ig terjedő hőmérsékleten használják enyhén terhelt vagy nem -nyomásos alkatrészekhez, és a 904L nem biztosít jelentős kúszási előnyt a 316L-hez képest ebben a tartományban. Azoknál a berendezéseknél, amelyeknek 500 °C feletti feszültséget kell viselniük, a megfelelő választás a kúszási tartományra tervezett minőség: a H-316H fokozat a mérsékelt klorid-csapágyakhoz, a 321H a magasabb hőmérsékletekhez, vagy a hőálló, 309S és 310S{29}} oxidációhoz. Röviden, a 904L és a 316L közötti választás tervezési hajtóereje a kénsavban, foszforsavban vagy kloridban gazdag közegben történő korrózióállóság, nem pedig a magas hőmérsékletű szilárdság. Ahol a korrózió és a mérsékelt hő együttesen hat körülbelül 400 °C-ig, a 904L az ellenállóbb választás; ahol valódi kúszásról van szó, sem a 316L, sem a 904L nem megfelelő.

Gyakran Ismételt Kérdések

Melyik a jobb kúszásállóság, a 904L vagy a 316L?

Egyik fokozat sem engedélyezett tartós teherhordó{0}}szolgáltatáshoz a kúszási tartományban. Körülbelül 400{6}}500 °C felett mindkettő gyorsan veszít erejéből, és a 904L nem kínál jelentős kúszási előnyt a 316 literrel szemben. Kúszás esetén adjon meg helyette H-minőséget vagy hőálló minőséget.

Használható a 904L 500 °C-on?

Csak enyhén terhelt vagy nem{0}}nyomásos alkatrészekhez, és óvatosan. Az olyan szabványok, mint az EN 10028{5}}7, csak 400 °C-ig nyújtanak tervezési adatokat a 904L-hez, és az ötvözet nem tartozik a hőálló osztályba.

Miért válassza a 904L-t a 316L helyett?

Válassza a 904L-t, ha a korróziós környezet megkívánja: forró kénsav vagy foszforsav, agresszív kloridok, vagy súlyos lyuk- és réskorróziós szolgáltatások, például tengervíz hőcserélők. A magasabb nikkel-, molibdén- és réztartalom egyértelműen jobb korrózióállóságot biztosít.

A 904L drágább, mint a 316L?

Igen. A 904L magas nikkel- és molibdéntartalma lényegesen drágábbá teszi, mint a 316L. A többletköltség csak akkor indokolt, ha a 316L korrózióállósága nem megfelelő.

Milyen minőséget válasszunk az 500 °C feletti kúszási szolgáltatáshoz?

Körülbelül 500 °C feletti tartós terhelés esetén válassza a 316H-t (szén 0,04-0,10%), ahol a kloridos korrózió is jelen van, a 321H-t magasabb hőmérsékletű oxidációhoz, vagy a 309S-t és a 310S-t súlyos oxidációs igénybevételhez. A tervezési megengedett feszültségeknek követniük kell a vonatkozó kódot.

A 904L és a 316L hegeszthető utólagos-hegesztési hőkezelés nélkül?

Mindkettő alacsony szén- Hozzáillő vagy túl-ötvözött töltőanyag ajánlott, és a 904L-es hézagokhoz magas-ötvözetű töltőanyagokat kell használni a korróziós teljesítmény fenntartása érdekében.