Lega 904L (UNS N08904): super austenitica al 4,5% di molibdeno

Ogni ingegnere di impianto ha visto un tubo 316L guastarsi in un compito che secondo la scheda tecnica dovrebbe funzionare. La vaiolatura inizia in corrispondenza di una saldatura, o sotto una guarnizione, o in un punto stagnante di cloruro, e nel giro di una stagione la linea perde. La risposta standard è quella di salire di un piolo - e per gran parte di questi compiti, il piolo successivo corretto non è un grado di molibdeno al 6% e non è un duplex.

Si tratta della lega 904L, l'acciaio inossidabile super austenitico al 4,5% di molibdeno che si colloca tra la famiglia 316 e le leghe 6Mo e che trasporta i compiti di acido solforico, acido fosforico umido e acqua di mare calda che sconfiggono gli austenitici standard.

Questa pagina documentaLega 904L (UNS N08904, W.Nr 1.4539)- la chimica, le proprietà meccaniche, l'involucro di corrosione e gli standard di produzione che si applicano ai tubi e alle piastre 904L.

Cos'è il 904L e dove si trova nella famiglia degli inossidabili

Lega 904Lè un acciaio inossidabile austenitico a basso-carbonio e alto-legato con una composizione chimica che lo inserisce nella categoria "super austenitico": circa 23-28% di nichel, 19-23% di cromo, 4-5% di molibdeno e 1-2% di rame.

Il rame è l'elemento distintivo. In combinazione con il molibdeno, il rame conferisce al 904L la sua insolita resistenza all'acido solforico, poiché il rame sopprime la dissoluzione attiva dell'acciaio nei mezzi acidi riducenti.

L'elevato contenuto di nichel - più del doppio di quello del 316L - conferisce alla lega una resistenza allo stress da cloruro-alla rottura e alla corrosione che il 316L semplicemente non ha. Il risultato è un grado inossidabile che resiste ad un ampio involucro corrosivo senza il prezzo delle leghe di molibdeno al 6% o le restrizioni di fabbricazione dei gradi duplex.

Composizione chimica secondo ASTM B677

I limiti di analisi termica-di seguito seguono la norma ASTM B677 per i tubi senza saldatura 904L (la specifica ASTM B625 copre la piastra e ASTM B673 copre i tubi saldati). Il nichel è 23,0-28,0% e il resto è ferro.

Tre file meritano attenzione. Il massimo di carbonio dello 0,020% significa che la lega viene fornita in condizioni di basso-carbonio, quindi non si sensibilizza durante la saldatura e la zona-interessata al calore mantiene la sua resistenza alla corrosione senza solubilizzazione-ricottura dopo la saldatura - un vantaggio decisivo nelle tubazioni-fabbricate sul campo.

La riga di rame a 1,0-2,0% è l'elemento che fa eccellere il 904L nell'acido solforico, perché il rame è il classico riduttore dei tassi di corrosione negli ambienti acidi riducenti. La riga di nichel al 23,0-28,0% è ciò che spinge la resistenza SCC al cloruro della lega ben al di sopra della famiglia 316: quando il contenuto di nichel supera circa il 20%, la matrice austenitica diventa sempre più immune alla tensocorrosione da cloruro.

Proprietà meccaniche

ASTM B677 richiede le seguenti proprietà di trazione minime per i tubi senza saldatura 904L nella condizione ricotta-, che è la condizione di consegna standard:

La lega 904L è una lega austenitica, il che significa che condivide le virtù austenitiche: è completamente non-magnetica, mantiene duttilità e tenacità fino a temperature criogeniche ed è saldabile e formabile con le normali tecniche di acciaio inossidabile austenitico. Il suo limite di snervamento è paragonabile a quello del 316L, quindi la lega non viene acquistata per la robustezza - ma per la resistenza alla corrosione, e la parete di progetto è determinata dalla tolleranza alla corrosione e dalla resistenza alla vaiolatura piuttosto che dal calcolo della pressione.

Proprietà fisiche

La densità di 904L è 8,0 g/cm³ e l'intervallo di fusione è di circa 1300-1390 gradi. La lega ha un modulo di elasticità vicino a 185 GPa a temperatura ambiente, leggermente superiore a 316L a causa del maggiore contenuto di nichel e molibdeno.

 

La sua conduttività termica è leggermente inferiore a quella austenitica standard - circa 12,4 W/m·K a 100 gradi - che è importante nella progettazione di scambiatori di calore-dove la parete del tubo contribuisce alla resistenza al trasferimento di calore-.

L'involucro della corrosione: dove il 904L vince il lavoro

Il caso commerciale del 904L si basa su tre tipi di corrosione, e ognuno di essi è una modalità di guasto documentata della famiglia 316:

Per l'acquirente la linea pratica è questa: dove il 316L ha fallito o è marginale nel servizio con acido solforico o fosforico, nel servizio con cloruro caldo o in ambienti sensibili alla SCC-, il 904L è il passo avanti- economicamente vantaggioso.

Offre la maggior parte dei vantaggi in termini di corrosione delle leghe al 6% di molibdeno con un supplemento di lega notevolmente inferiore e lo fa in una struttura completamente austenitica che si salda e si forma come l'acciaio inossidabile standard. Il caso limite è l'acqua di mare calda continua: il 904L funziona ma non è la scelta migliore in questo caso, e l'ingegnere progettista dovrebbe passare a un grado 6Mo o a una lega di nichel per tale compito.

Standard di produzione e forme di prodotto

904L viene fornito in base alle seguenti specifiche, selezionate in base alla forma del prodotto:

• Tubo senza saldatura ASTM B677 / ASME SB-677 -
• Tubo saldato ASTM B673 / ASME SB-673 -
• ASTM B625 / ASME SB-625 - piastre, fogli e nastri
• Barra e forgiati ASTM B649 / ASME SB-649 -
• EN 10216-5 / EN 10217-7 - Equivalenti europei (1.4539)

Poiché la lega 904L è completamente austenitica, il percorso di produzione rispecchia quello della lega 316L: il tubo viene forato o laminato a caldo, quindi solubilizzato e temprato, con una temperatura di ricottura tipicamente compresa tra 1090 e 1175 gradi.

Il basso contenuto di carbonio viene mantenuto durante la fusione e il prodotto finito viene fornito allo stato ricotto, decapato e passivato. Il tubo senza saldatura ASTM B677 è disponibile nella gamma completa di dimensioni standard e personalizzate e la lamiera secondo B625 viene fornita in spessori che vanno dalla lamiera sottile alla lamiera pesante per la costruzione di recipienti.

Applicazioni tipiche

Lega 904Lè specificato nei seguenti servizi:

• Linee di produzione e movimentazione di acido solforico, compresi sistemi di diluizione e stoccaggio
• Impianti di produzione di acido fosforico-a umido - evaporatori, linee di trasferimento e parti interne del reattore
• Sistemi di raffreddamento dell'acqua di mare e scambiatori di calore in cui il 316L è marginale
• Impianti di processo chimico che trattano cloruri misti e acidi riducenti
• Impianti per la lavorazione della pasta di legno e della carta
• Apparecchiature farmaceutiche e di chimica fine-in cui la purezza del prodotto determina la selezione dei materiali

In ciascun servizio la specifica è determinata da un guasto documentato di grado inferiore e il 904L viene selezionato perché colma il divario senza le penalità di fabbricazione del duplex o il costo del 6Mo e delle leghe di nichel. Per la costruzione di recipienti e serbatoi, la piastra 904L è una specifica standard per lo stoccaggio dell'acido solforico e per le tubazioni il prodotto senza giunture B677 è l'impostazione predefinita per le linee di processo.

Saldatura e fabbricazione

Il 904L si salda con le stesse pratiche di officina del 316L: GTAW e GMAW con riempitivo corrispondente, senza preriscaldamento richiesto e senza trattamento termico post-saldatura normalmente richiesto perché il basso contenuto di carbonio previene la sensibilizzazione.

Il metallo d'apporto corrispondente ad AWS A5.9 ERNiCrMo-3 (riempitivo di tipo 625) o la classificazione specifica del materiale d'apporto 904L viene comunemente utilizzato per garantire la resistenza alla corrosione del metallo di saldatura e, laddove l'applicazione lo richieda, la saldatura viene eseguita con un riempitivo a base di nichel per garantire la resistenza alla vaiolatura del giunto.

La lega è completamente austenitica, quindi è sensibile alla criccatura a caldo se la saldatura viene eseguita con un apporto di calore eccessivo - si applica la pratica austenitica standard di temperatura di interpass controllata e basso apporto di calore. La formatura a freddo è semplice con gli utensili in acciaio standard e la velocità di indurimento della lega-è moderata.

Cosa specificare nell'ordine

Per ottenere una consegna pulita di 904L, la richiesta dovrebbe indicare quanto segue:

• Standard e forma: "tubo senza saldatura secondo ASTM B677", "piastra secondo ASTM B625", UNS N08904 / 1.4539
• Dimensioni nel sistema corretto: NPS + pianificazione per tubo, diametro esterno x parete o spessore x larghezza x lunghezza per piastra
• Stato: solubilizzato, decapato, passivato
• Certificato: EN 10204 3.1, con PMI e l'esame richiesto

Domande frequenti

D: Il 904L è un acciaio inossidabile duplex?
R: No,. 904L è completamente austenitico con una struttura cubica-centrata sulla faccia-, come il 316L. Contiene una quantità maggiore di nichel e molibdeno rispetto al 316L, ma non è un grado duplex e non ha la struttura a due fasi del 2205 o 2507.

D: A cosa serve il 904L?
R: Principalmente per il servizio con acido solforico, acido fosforico-con processo a umido e cloruro caldo, dove il 316L si guasta per vaiolatura, corrosione interstiziale o fessurazione per corrosione da stress da cloruro. È comune negli impianti di fertilizzanti, nella movimentazione degli acidi e nei sistemi di raffreddamento dell'acqua di mare.

D: Qual è il PREN di 904L?
R: Circa 34, calcolato dal 19-23% di cromo, dal 4-5% di molibdeno e fino allo 0,10% di azoto. Questo è ben al di sopra del 316L (circa 24) e al di sotto dei gradi 6Mo (circa 41-44).

D: L'acciaio 904L resiste alle crepe da corrosione-da stress da cloruri?
R: Sì, molto meglio del 316L. Il contenuto di nichel del 23-28% pone la matrice austenitica al di sopra della soglia di suscettibilità all'SCC per la maggior parte degli ambienti contenenti cloruro, sebbene non sia immune nelle condizioni più severe.

D: Il 904L può essere saldato senza trattamento termico post-saldatura?
R: Sì. Il contenuto massimo di carbonio pari allo 0,020% previene la sensibilizzazione del carburo nella zona-influenzata dal calore, pertanto il giunto così-saldato mantiene la sua resistenza alla corrosione. Il riempitivo corrispondente o a base di nichel-viene utilizzato per eguagliare le prestazioni del metallo saldato-.

D: Qual è la differenza tra 904L e 254SMO?
R: 254SMO è un grado di molibdeno al 6% (UNS S31254) con maggiore resistenza alla vaiolatura e robustezza più elevata, destinato all'acqua di mare calda e ai cloruri aggressivi.. 904L (4-5% Mo) è meno costoso ed eccelle nel lavoro con acido solforico e fosforico. La scelta viene fatta sul mezzo: l'acido punta a 904L, l'acqua di mare calda punta a 6Mo.

Contatta ora