Нержавеющая сталь 904L и 316L: ключевые различия

904L (UNS N08904, EN 1.4539) и 316L (UNS S31603, EN 1.4404) представляют собой аустенитные нержавеющие стали, но они предназначены для разных уровней производительности.. 316L – это рабочая лошадка в химической, пищевой и фармацевтической промышленности; 904L — это высоколегированная аустенитная марка, разработанная для работы в тяжелых условиях эксплуатации с хлоридами и разбавленной серной кислотой. Выбор между ними зависит от концентрации хлоридов, температуры, кислотности среды и бюджета оборудования. В этой статье сравниваются две марки с использованием пределов состава и механических требований ASTM A240 с эквивалентными обозначениями из EN 10088 и ISO 15510.

Сравнение химического состава (ограничения ASTM A240)

Элемент (мас.%)	316Л, УНС С31603	904L, УНС N08904
Углерод, не более	0.030	0.020
Марганец, не более	2.00	2.00
Фосфор, не более	0.045	0.045
Сера, не более	0.030	0.035
Кремний, не более	0.75	1.00
Хром	16.0-18.0	19.0-23.0
Никель	10.0-14.0	23.0-28.0
Молибден	2.0-3.0	4.0-5.0
Медь	-	1.0-2.0
Азот, не более	0.10	0.10

Решающими отличиями являются никель (23-28% против 10-14%) и молибден (4-5% против 2-3%) плюс намеренное добавление меди в 904L. Молибден и медь вместе стабилизируют пассивную пленку в восстанавливающих кислотах, таких как разбавленная серная кислота, а высокое содержание никеля противостоит коррозионному растрескиванию под напряжением хлоридов.

Механические свойства (ASTM A240, отожженная пластина)

Свойство	316L	904L
Предел прочности, мин (МПа)	485	490
Предел текучести, не менее (МПа)	170	220
Удлинение, мин (% на 2 дюйма)	40	35
Плотность (кг/м3)	8000	7950

Обе марки не-неупрочняются термической обработкой и поставляются отожженными.. 904L обеспечивает несколько более высокую предельную прочность из-за более высокого содержания легирующих элементов. Ни одна из марок не рекомендуется для длительной-конструкционной эксплуатации при температуре выше 425 градусов, поскольку обе подвержены сенсибилизации в диапазоне 425–850 градусов, если только секция не тонкая и не быстро закаливается после обработки раствором.

Коррозионная стойкость и PREN

Устойчивость к точечной коррозии обычно оценивается по PREN, рассчитываемому как Cr + 3.3 x Mo + 16 x N. При использовании составов среднего- диапазона 316L дает PREN примерно 25, а 904L дает примерно 34. На практике 904L выдерживает более высокие уровни хлоридов, более высокие температуры и более низкий уровень pH до того, как начнется точечная и щелевая коррозия. В морской воде и в зонах морских брызг 316L подвержен риску образования точечной коррозии и трещин, в то время как 904L приемлемо работает во многих умеренных морских условиях, хотя дуплексные и супераустенитные марки с содержанием молибдена 6 % остаются предпочтительным выбором для постоянного погружения в морскую воду. В разбавленной серной кислоте с концентрацией примерно до 20-30% при температуре окружающей среды 904L широко используется для насосов и клапанов, где 316L не справляется.

Сварка и изготовление

Обе марки легко поддаются сварке всеми традиционными процессами, включая GTAW, GMAW, SMAW и SAW.. 316L с максимальным содержанием углерода 0,030 % практически невосприимчив к сенсибилизации во время сварки секций большей толщины и обычно не требует -термической обработки после сварки. 904L следует сваривать с использованием процедур низкой-подводимой-тепловой энергии и соответствующих присадочных металлов, таких как EN ISO 14343-A 20 25 5 Cu L или AWS ER385, чтобы сохранить коррозионную стойкость в зоне термического влияния. Тепловой оттенок необходимо удалить с смоченных поверхностей путем травления или электрополировки.

Руководство по стоимости и выбору

Стоимость сплава 904L обычно примерно в два-три раза превышает стоимость сплава 316L на международных рынках, главным образом из-за содержания в нем никеля 23-28%. Если среда умеренно агрессивна, например, питьевая вода, контакт с пищевыми продуктами, органические кислоты и разбавленные щелочи, 316L является экономичным выбором. Там, где содержание хлоридов превышает несколько сотен частей на миллион, когда pH падает ниже 4 или когда остановки технического обслуживания чрезвычайно дороги, 904L окупается за счет более длительного срока службы оборудования и меньшего количества отказов.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1. В чем основная разница между 904L и 316L?

В состав уровня. 904L добавлены молибден (4–5 %), медь (1–2 %) и гораздо больше никеля (23–28 %), чем в 316L (Ni 10–14 %, Mo 2–3 %), что обеспечивает заметно лучшую стойкость к хлоридам, точечной коррозии и восстановительным кислотам.

В2. Какая марка лучше противостоит хлоридной коррозии?

904L, с типичным PREN около 34 против примерно 25 для 316L.

Вопрос 3. Является ли 904L тем же самым, что и EN 1.4539?

Да.. 904L — это общее торговое название UNS N08904, обозначенное 1.4539, X1NiCrMoCu25-20-5, в стандарте EN 10088.

Вопрос 4. Когда достаточно 316L вместо 904L?

Когда хлориды низкие, температура умеренная, а среда не является сильно восстанавливающей кислотой, что подходит для большинства продуктов питания, напитков, фармацевтических и общих химических процессов.

Вопрос 5. Можно ли сваривать обе марки?

Да, при стандартной практике сварки аустенита. Рекомендуется низкое тепловложение, а для 904L требуется высоколегированный аустенитный наполнитель или наполнитель на основе никеля-, чтобы соответствовать коррозионным характеристикам основного металла.

Вопрос 6. Какая марка используется в теплообменниках с охлаждением морской-морской водой?

316L не годится для работы в морской воде.. 904L является распространенным выбором для многих теплообменников,-охлаждаемых морской водой, хотя дуплексные и супер-аустенитные марки с содержанием молибдена 6 % предпочтительнее для работы в тяжелых условиях или при постоянном погружении.