UNS S31254 (F44): プレミアム 6% モリブデン スーパー-オーステナイト系ステンレス鋼

グレードの概要と指定

UNS S31254 は、世界で最も広く指定されている 6% モリブデン超-オーステナイト系ステンレス鋼です。約 20% のクロム、18% のニッケル、6.1% のモリブデン、0.7% の銅、および 0.20% の窒素を組み合わせており、鍛造品に関しては ASTM A182 で F44 に指定されています。ニッケル、モリブデン、窒素の含有量が高いため、この合金は焼きなまし状態では完全にオーステナイトで非磁性になります。また、その窒素強化により従来のオーステナイトグレードよりも降伏強度が大幅に向上します。主な指定は以下のとおりです。

指定制度	グレード名	参考規格
UNS	S31254	ASTM A240、A312、A269、A276
ASTM鍛造品	F44	ASTM A182
JP	1.4547 (X1CrNiMoCuN20-18-7)	EN 10088
JIS	SUS312L	JIS G4304

ASTM A240 に基づく化学組成

UNS S31254 の次の制限は、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	C	ん	P	S	シ	Cr	ニ	モー	銅	N
制限、%	最大0.020	最大1.00	最大0.030	最大0.010	最大0.80	19.5-20.5	17.5-18.5	6.0-6.5	0.5-1.0	0.18-0.25

機械的性質

ASTM A240 に基づくプレートと ASTM A312 に基づくパイプの最低室温特性を以下に示します。{0}}

財産	価値
引張強さ、MPa	650分
0.2%耐力、MPa	310分
伸長、 ％	35分
ブリネル硬さ、HBW	最大223

PREN と局所耐食性

PREN が重要な理由

孔食抵抗相当数は、%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N として計算されます。 UNS S31254 の結果は、316L の約 24-26、二相 2205 の約 34-36 と比較して、43 を超えています。実際、これは、この合金が、316L が急速に破損する高温の濃縮塩化物溶液中での孔食や隙間腐食に耐性があることを意味します。また、完全にオーステナイトであるため、ほとんどの使用条件で塩化物応力腐食割れにも耐性があります。高ニッケル構造。

攻撃的なメディアへの耐性

この合金は、酸化性の酸、海水、塩水、次亜塩素酸塩溶液、塩化物を含むプロセス流に対して耐性があり、銅含有量が有利な多くの還元性酸混合物中でも優れた性能を発揮します。{0}局所的な攻撃と全体的な酸腐食に対する耐性の組み合わせにより、多用途のアップグレード材料になります。

316LおよびDuplex 2205との比較

UNS S31254 は、特に 316L が急速に孔食する高温塩化物溶液において、316L に比べて腐食性能に劇的な改善をもたらします。二相 2205 と比較して、UNS S31254 は隙間腐食や熱硫酸などの酸化性の酸に対する耐性が大幅に優れています。 2205 はより高い降伏強度を備えていますが、過酷な環境における UNS S31254 の優れた腐食マージンにより、メンテナンスされていない重要な機器には UNS S31254 がより安全な選択肢となることがよくあります。 2205 が限界に達し、ニッケル基合金が法外なコストになるギャップを効果的に埋めます。{10}{11}}

学年	プレン	0.2%耐力、MPa	代表的な役割
316L	24-26	170	一般的な腐食サービス
デュプレックス 2205	34-36	450	高強度、中程度の塩化物サービス
UNS S31254	43+	310	重度の塩化物および酸のサービス

製作と溶接

UNS S31254 は合金含有量が高いため、標準のオーステナイト グレードよりも加工硬化率が高く、成形や機械加工により多くの電力を必要とします。-溶接では、ERNiCrMo-3 (UNS N06625) などの適合または過剰合金の溶加材を使用し、耐食性を維持するために入熱とパス間温度を厳密に制御する必要があります。酸化を防ぐには適切なシールドガスとバックパージが不可欠であり、使用中に腐食を引き起こす可能性のある酸化物を除去するには溶接後の洗浄が重要です。

ライフサイクルコストの正当化

UNS S31254 は 316L や 2205 よりもキログラムあたりのコストが高くなりますが、決定はライフサイクル コストとリスクに基づいて行う必要があります。 - グレードの低い合金に頻繁な検査、化学抑制剤の使用、早期交換が必要な場合、または致命的な故障のリスクが高い場合には、UNS S31254 が正当化されます。初期コストが高くなりますが、耐用年数の延長、メンテナンスの軽減、および運用の信頼性によって相殺されます。過酷な環境での新しいプロジェクトの場合、通常、最初からグレードを指定する方が、不適切な材料で作られた機器を改造したり修理したりするよりも経済的です。

よくある質問

1. UNS S31254 の構成、主な利点、および主な用途は何ですか?

組成は、約 20% クロム、18% ニッケル、6.1% モリブデン、0.7% 銅、0.20% 窒素であり、耐孔食同等数は 43 を超えています。主な利点は、局部腐食および塩化物応力腐食割れに対する優れた耐性と、優れた強度と延性です。これは、316L 鋼や二相鋼には条件が厳しすぎる海水冷却システム、海洋石油・ガス設備、塩化物や酸を扱う化学プラント、排煙脱硫装置などで使用されます。

2. 耐食性は 316L および二相 2205 と比較してどうですか?

高温の濃縮塩化物溶液の 316L よりも劇的に優れています。二相 2205 と比較して、耐隙間腐食性と熱硫酸などの酸化性酸に対する耐性が大幅に優れています。 2205 はより高い強度を持っていますが、UNS S31254 の腐食マージンにより、過酷な環境における重要な機器にとっては、より安全な選択肢となることがよくあります。

3. UNS S31254 が最低限推奨される材料はどの環境ですか?

これは、未処理の海水冷却システム、特に約 40 度以上の海水冷却システム、および化学プラントの高濃度の塩化物、臭化物、または酸化剤を含む酸性の流れに推奨される最小限の材料です。湿った塩素、次亜塩素酸塩、または高温の酸性塩化物溶液を含む環境は、機器の故障が重大な結果をもたらす典型的な用途です。

4. 重要な製造および溶接のガイドラインは何ですか?

合金含有量が高いと加工硬化率が高くなるため、成形と機械加工により多くの電力が必要になります。{0} ERNiCrMo-3 などの適合または過合金フィラーを使用して溶接し、入熱とパス間温度を制御し、適切なシールド ガスとバック パージを使用し、耐孔食性を維持するために溶接後に溶接領域を洗浄します。

5. 低グレードの合金よりも UNS S31254 への投資を正当化する要因は何ですか?{2}}

ライフサイクル コストとリスク評価に基づいて決定します。 - グレードの低い合金で頻繁な検査、化学抑制剤の使用、早期交換が必要な場合、または致命的な故障のリスクが高い場合には、UNS S31254 が正当化されます。高い初期コストは、特に新しいプロジェクトの最初から指定されている場合、耐用年数の延長、メンテナンスおよび運用の信頼性の低下によって相殺されます。