استنلس استیل 904L چیست؟

استیل 904L یکی از گریدهای آستنیتی استنلس استیل یا فولاد ضد زنگ با محتوای کربن بسیار کم است. استیل 904L به دلیل مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی کاربرد بسیار زیادی در صنعت دارد. در ساختار استیل 904L مقداری مس افزوده می‌شود که سبب مقاومت آن در برابر اسیدهای احیا کننده قوی مانند اسید سولفوریک می‌شود. این گرید استیل دارای مقاومت بسیار خوبی در برابر ترک خوردگی تنشی است. در ادامه این مطلب به بررسی ویژگی‌های این گرید پرکاربرد می‌پردازیم.

ویژگی های کلیدی استنلس استیل904L

 

ترکیب شیمیایی

ترکیب شیمیایی و عناصر تشکیل دهنده آلیاژ 904L در جدول زیر آمده است:

گرید فولاد	کربن (C)	منگنز (Mn)	سیلیسیم (Si)	فسفر (P)	گوگرد (S)	کروم (Cr)	مولیبدن (Mo)	نیکل (Ni)	مس (Cu)
904L	MAX 0.02	2	MAX 1	MAX 0.045	MAX 0.035	19-23	4-5	23-28	1-2

 

خواص مکانیکی

خواص مکانیکی آلیاژ استیل 904L عبارتند از:

گرید فولاد	استحکام کششی (MPa)	استحکام تسلیم (MPa)	درصد ازیاد طول	سختی (راکول بی HRB)	سختی (برینل HB)
904L	490	220	36	70-90	150

 

خواص فیزیکی

خواص فیزیکی گرید استیل 904L در جدول زیر آمده است:

گرید فولاد	چگالی (Kg/m3)	مدول الاستیک (GPa)	مقاومت الکتریکی (nΩ.m)	ضریب انبساط حرارتی	هدایت حرارتی (W/m.K)	گرمای ویژه (J/kg.K)
904L	7900	190	952	15	11.5	500

 

دیگر استانداردهای معادل استنلس استیل 904L

استنلس استیل 904L در استانداردهای گوناگون با نام‌های دیگری شناخته می‌شود که در جدول زیر ذکر شده است.

گرید فولاد	شماره UNS	استاندارد بریتانیایی		استاندارد اروپایی (Euronorm)		استاندارد سوئدی (Swedish SS)	استاندارد ژاپنی (JIS)
		BS	EN	شماره	نام
904L	N08904	904S13	–	1.4539	X1NiCrMoCuN25-20-5	2562	–

 

جایگزین‌های استنلس استیل 904L

در شرایط کاری گوناگون با فاکتورهای محیطی مختلف می‌توان از گریدهای دیگری به عنوان جایگزین‌های 904L نیز استفاده کرد. استیل 904L حاوی مقادیر بسیار زیادی کروم، نیکل و مولیبدن است که این ترکیب سبب می‌شود که این آلیاژ قیمت زیادی داشته باشد. یکی از بهترین جاگزین‌های استیل 904L گرید داپلکس 2205 است. همچنین بنا به کاربرد، گریدهای دیگری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

گرید فولاد	دلیل جایگزینی با 904L
316L	قیمت ارزان‌تر. اما باید در نظر داشت مقاومت به خوردگی این گرید بسیار کمتر است
6Mo	مقاومت بسیار بهتر در برابر خوردگی حفره‌ای و شیاری
2205	مقاومت به خوردگی مشابه استیل 904L، استیل 2205 دارای استحکام بیشتری است و قیمت مناسب‌تری دارد(باید توجه داشت استیل 2205 در دماهای بالاتر از 300 درجه سانتی‌گراد مناسب نیست)
استیل سوپر داپلکس	مقاومت در برابر خوردگی و استحکام بالاتری نسبت به استیل 904L دارد

 

خواص استنلس استیل 904L

در این بخش به بررسی ویژگی‌های کلیدی استیل 904L می‌پردازیم.

مقاومت در برابر خوردگی

استیل 904L مقاومت بسیار خوبی در برابر اغلب محیط‌های خورنده دارد. مقاومت این استیل در محیط‌های دریایی و محیط‌های کلریدی بسیار خوب است. استنلس استیل 904L مقاومت بسیار خوبی در برابر ترک خوردگی تنشی دارد و علت آن نیز مقادیر زیاد نیکل درون ساختار آن است. همچنین در این گرید مقداری مس به ترکیب افزوده شده است که سبب مقاومت در برابر خوردگی اسید سولفوریک می‌شود.

استیل 904L نسبت به گریدهای 310L و 304L ، به دلیل وجود مولیبدن در ساختار، در محیط‌های حاوی نیتریک اسید مقاومت کمتری دارد. استیل 904L کارسرد شده، برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی تنشی، باید تحت عملیات حرارتی سلوشن قرار گیرد. استیل 904L به دلیل وجود 4 تا 5 درصد مولیبدن در ترکیب خود به عنوان یکی از گریدهای  moly 6 نیز شناخته می‌شود.

مقاومت در برابر حرارت و اکسیداسیون

استیل 904L دارای مقاومت بسیار خوبی در برابر اکسیداسیون است. این مقاومت در دماهای بالاتر از 400 درجه سانتی‌گراد کمتر می‌شود و می‌توان گفت این استیل برای کاربری‌های دما بالا مناسب نیست. در صورت نیاز به مقاومت در دماهای بالاتر بهتر است از گریدهای دیگر استفاده کرد.

عملیات حرارتی

عملیات آنیل برای برخی از مقاطع استیل 904L توصیه شده است. طی این فرآیند فاز‌های تشکیل شده در طول ریخته‌گری و یا تنش باقی مانده در ساختار استیل، در زمنیه آستنیتی آن حل می‌شوند و این عامل می‌تواند اثرات مثبتی بر مقاومت به خوردگی، قابلیت شکل پذیری و قابلیت جوشکاری بگذارد. دمای آنیل این گرید در بازه دمایی 1090 تا 1175 درجه سانتی‌گراد است و پس از انجام این فرآیند باید آن را به سرعت خنک کرد.

جوشکاری

استیل 904L به دلیل محتوای کم کربن و عناصر آلیاژی، قابلیت جوشکاری خوبی دارد. این گرید را می‌توان با روش‌های مختلف جوشکاری کرد. روش‌های TIG، MIG و SMAW برای جوشکاری این گرید مناسب است. استیل 904L نیاز به پیش گرم و پس گرم ندارد. برای جوشکاری استیل 904L از الکترود با جنس 904L استفاده می‌شود. جوشکاری این آلیاژ مطابق استاندارد AS 1554.6  انجام می‌شود.

شکل دهی گرم

برای شکل دهی گرم استیل 904L باید قطعات را تا دمای 850 تا 1150 سانتی‌گراد گرم کرد. قطعات پس از انجام فرآیند کار گرم باید به سرعت در آّب خنک شوند. اگر پس از انجام فرآیند شکل دهی، قطعات به سرعت خنک نشوند، باید آن‌ها را تحت عملیات سلوشن قرار داد تا تنش‌های باقی‌مانده در ساختار از بین بروند.

شکل دهی سرد

استیل 904L را می‌توان در دمای پایین شکل دهی کرد. به دلیل محتوای مولیبدن و نیتروژن درون ساختار این استیل، فرآیند شکل دهی سرد استیل 904L نسبت به گریدهای 304 و 304L تجهیزات قدرتمندتری نیاز دارد.

قابلیت ماشینکاری

استیل 904L نرخ کارسختی بالایی دارد و این عامل سبب محدودیت قابلیت ماشینکاری این گرید می‌شود. با انجام فرآیند ماشینکاری، این گرید در سطح شروع به سخت شدن می‌کند. گریدهای 410 و 304 قابلیت ماشینکاری بهتری نسبت به استنلس استیل 904L دارند.

کاربردهای استنلس استیل 904L

استیل 904L به دلیل مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی، کاربرد وسیعی در صنعت دارد. برخی از کاربردهای این آلیاژ به شرح زیر است:

• برای ساخت اجزای پالایشگاه‌های نفت
• مبدل‌های حرارتی با آب دریا
• دستگاه‌های فرآوری گاز طبیعی
• تجهیزات و لوازم صنایع شیمیایی
• دستگاه‌های صنایع خمیر و کاغذ
• کارخانه‌های فرآوری اسید استیک، اسید سولفوریک و اسید فسفریک

سخن آخر

استیل 904L به دلیل مقاومت به خوردگی فوق‌العاده یکی از گریدهای مورد توجه در صنایع نفت و گاز و صنایع فراوری شیمیایی و مبدل‌های حرارتی خاص است. این گرید دارای استحکام خوب و در اغلب محیط‌های خورنده صنعتی قابل استفاده است. مقاومت در برابر ترک خوردگی تنشی به دلیل محتوای مولیبدن در این آلیاژ بسیار خوب است.