904L と UNS S31254 スーパーオーステナイト系ステンレス鋼: 優れた耐食性の比較

概要: スーパーオーステナイト鋼の 2 つの族

904L および UNS S31254 は両方とも、316L および標準二相グレードでは不十分な用途向けに開発された完全オーステナイト系高ニッケルステンレス鋼です。どちらもスーパー オーステナイト系に属するため、一緒に議論されることが多いですが、合金化の哲学が異なります。. 904L は、適度なモリブデンを含む高ニッケル 20～25 タイプで、強酸による均一腐食に対する耐性が最適化されています。 UNS S31254 は 6% モリブデン窒素強化グレードで、塩化物および海水使用における局部腐食に対する耐性が最適化されています。これらの中から選択するには、用途の主な腐食メカニズムに一致する必要があります。

化学組成の比較

以下の組成限界は、プレート、シート、およびストリップに関する ASTM A240 から取得されています。

要素、 ％	904L (UNS N08904)	UNS S31254
C	0.020 max	0.020 max
ん	2.00 max	1.00 max
P	0.045 max	0.030 max
S	0.035 max	0.010 max
シ	1.00 max	0.80 max
Cr	19.0-23.0	19.5-20.5
ニ	23.0-28.0	17.5-18.5
モー	4.0-5.0	6.0-6.5
銅	1.0-2.0	0.5-1.0
N	0.10 max	0.18-0.25

EN 指定は、904L の場合は 1.4539 (X1NiCrMoCu25-20-5)、UNS S31254 の場合は 1.4547 (X1CrNiMoCuN20-18-7) です。主な違いは、904L の非常に高いニッケル含有量と、UNS S31254 のより高いモリブデンと窒素含有量です。

機械的性質

ASTM A240 に基づくプレートの最低室温特性を以下に示します。

財産	904L (UNS N08904)	UNS S31254
引張強さ、MPa	490 min	650 min
0.2%耐力、MPa	220 min	310 min
伸長、 ％	35 min	35 min

さまざまな媒体における耐食性

アシッドサービス: 904L

904L は、希硫酸から中程度の硫酸、リン酸、および多くの有機酸などの強酸を中程度の温度で処理する化学処理プラントに最適です。ニッケル含有量が非常に高いため均一な腐食が抑制され、銅の添加により特に耐硫酸性が向上します。設計上の懸念事項が局所的な金属の損傷ではなく、全体的な金属損失である場合、904L は多くの場合、パフォーマンスとコストの最適なバランスを提供します。

塩化物サービス: UNS S31254

UNS S31254 は、海洋の石油とガス、海水の淡水化、パルプと紙、沿岸の廃水処理で主流であり、そこでは高温の塩化物溶液が耐酸性グレードであっても孔食や隙間腐食を引き起こします。 904L のおよそ 30 台前半から半ばと比較して、PREN が 43 を超える UNS S31254 は、904L を攻撃するような条件下での局所的な攻撃に耐え、窒素強化により同時に高い機械的強度を提供します。

コストとライフサイクルのトレードオフ

どちらのグレードも高級材料です. 904L はニッケル含有量が非常に高いため、標準のオーステナイト鋼よりも高価です。 UNS S31254 はモリブデンと窒素が含まれているため、通常 904L よりも 1 キログラムあたりの価格が高く、その差は 30 ～ 40% の範囲であると一般的に言われています。ただし、過酷な塩化物環境では、UNS S31254 の耐用年数が長く、メンテナンスが軽減され、故障リスクが低いため、高い初期コストが相殺されます。酸が多く使用される用途では、904L は、6% モリブデン グレードの高合金含有量を必要とせずに主要な腐食メカニズムに耐えられるため、通常、より低いライフサイクル コストを実現します。

製造上の違い

どちらのグレードもオーステナイト系であり、鋭敏化を避けて耐食性を維持するには、適合する溶加材または過剰合金の溶加材を使用した低入熱溶接が必要です。 UNS S31254 は強度が高く、加工硬化率が高いため、成形にはより多くの電力が必要となり、機械加工の要求も高くなります。. 904L は延性が優れており、複雑な形状への成形が容易です。どちらのグレードでも、溶接手順は特定のサービスに適合する必要があり、溶接および熱影響部の溶接後の洗浄は不可欠です。

よくある質問

1. 2 つのグレードの中核となる構成と性能の強みは何ですか?

904L (UNS N08904) は 19 ～ 23% の Cr、23 ～ 28% の Ni、および 4 ～ 5% の Mo を含み、炭素が少なく、硫酸およびリン酸の使用に優れています。 UNS S31254 には 19.5 ～ 20.5% の Cr、17.5 ～ 18.5% の Ni、6.0 ～ 6.5% Mo および高窒素が含まれており、塩化物に富む媒体中で PREN が 43 以上で優れた耐孔食性を実現します。

2. 極端な設定では耐食性はどのように異なりますか?

904L は、希硫酸などの強酸を中程度の温度で扱う化学プラントに適しています。 UNS S31254 は、オフショア、海水淡水化、および紙パルプサービスで主流であり、高温の塩化物溶液中でも孔食や隙間腐食に耐性があります。

3. あるグレードが他のグレードよりも優れた選択となるのはどのような場合ですか?

強酸性と均一な腐食を重視する用途の場合は、904L を選択してください。海底パイプライン、沿岸廃水システム、海水冷却など、高い塩化物濃度や孔食のリスクに直面する場合は、UNS S31254 を選択してください。

4. 2 つのグレード間の主なトレードオフは何ですか?

904L はニッケル含有量が高く、標準オーステナイトよりも高価ですが、一般に UNS S31254 よりも安価です。 UNS S31254 はモリブデンと窒素の含有量が高いため、904L と比較してコストが約 30 ～ 40% 増加しますが、過酷な塩化物環境での耐用年数が長いため、その差は相殺されます。

5. これらのスーパーオーステナイトグレードにとって重要な製造上のヒントは何ですか?

どちらも、最適な耐食性を実現するためにスーパーオーステナイトまたは過合金溶加材を使用して、鋭敏化を避けるために低入熱溶接を必要とします。 UNS S31254 は強度と加工硬化率が高く、成形圧力の調整が必要ですが、904L は複雑な成形に適した延性を備えています。溶接手順を確認し、製造後に溶接領域を清掃します。