استیل 904L

معرفی استیل 904L

افزوده شدن عناصر کروم، نیکل، مولیبدن و مس باعث شده است تا استیل 904L بتواند در محیط خورنده، عملکرد خوبی از خود به نمایش بگذارد(در برابر خوردگی مقاومت کند). وجود 25 درصد نیکل و 4.5 درصد مولیبدن در ساختار این آلیاژ، سبب شده است تا آلیاژ در برابر ترک خوردگی‌های ناشی از تنش کلریدی، خوردگی های حفره ای و خوردگی های عمومی مقاومت بالایی داشته باشد. همانطور که میدانید فولاد 904L نسبت به فولاد های 316L و 317L در برابر خوردگی از مقاومت بهتری بهره میبرد.

فولاد 904L در مجاورت اسید سولفوریک رقیق مقاومت خوبی دارد و میتوان در این شرایط، از آن استفاده کرد. همچنین این فولاد در برابر اسید های آلی، اسید فسفریک و اسید های غیر آلی مقاوم است.

فولاد 904L به راحتی و به کمک روش های استاندارد، جوشکاری و پردازش میشود.

استاندارد های اخذ شده توسط فولاد 904L
1- استاندارد A 240 و B 625 از “انجمن آزمایش و مواد آمریکا”

2- استاندارد SA 240 و SB 625 از “جامعه مهندسی مکانیک آمریکا”

مشخصات استیل 904L

در ادامه به بررسی مشخصات استیل 904L می پردازیم.

1- ترکیبات شیمیایی(درصد)

• نیکل: در کمترین حالت 23.0 و در بیشترین حالت 28.0
• کروم: در کمترین حالت 19.0 و در بیشترین حالت 23.0
• مولیبدن: در کمترین حالت 4.0 و در بیشترین حالت 5.0
• منگنز: در بیشترین حالت 2.00
• مس: در بیشترین حالت 1.0 الی 2.0
• سیلیسیم: در بیشترین حالت 1.00
• فسفر: در بیشترین حالت 0.045
• سولفور: در بیشترین حالت 0.035
• آهن: به میزان متعادل

• 2- مشخصات فیزیکی فولاد 904L

  چگالی : 0.287 پوند بر اینچ مکعب (7.95 گرم بر سانتی‌متر مکعب)

  گرمای ویژه(در دمای 32 الی 212 درجه فارنهایت(0 الی 100 درجه سلسیوس)): 0.11 btu پوند بر درجه فارنهایت (450 ژول بر کیلوگرم بر کلوین)

  مدول الاستیسیته(مدول یانگ): 28 M psi(190 گیگاپاسکال)

  محدوده دمای ذوب: 2372 الی 2534 درجه فارنهایت (1300 الی 1390 درجه سلسیوس)

  رسانایی گرمایی (در دمای 212 درجه فارنهایت یا 100 درجه سلسیوس): 6.8 BTU بر فوت در ساعت در درجه فارنهایت (12.9 وات بر متر بر کلوین)

  مقاومت ویژه: 33.5 میکرو اهم در اینچ(در دمای 68 درجه فارنهایت) یا 95.2 میکرو اهم در سانتی متر(در دمای 20 درجه سلسیوس)

  ضریب انبساط حرارتی: 8.5 میکرو اینچ تقسیم بر اینچ در درجه فارنهایت(در دمای 68 الی 212 درجه فارنهایت(20 الی 100 درجه سلسیوس)) یا 15.3 سانتی متر تقسیم بر سانتی متر در درجه سلسیوس

  3- خواص مکانیکی (در دمای 68 درجه فارنهایت یا 20 درجه سلسیوس)

  – استحکام تسلیم (با 0.2 درصد آفست): 31000 psi (220 M pa)

  – استحکام کششی نهایی: 71000 psi(490 M pa)

  – افزایش طول نسبی (در هر 2 اینچ): 36 درصد

  – سختی راکول: 70-90

  4- میزان مقاومت فولاد 904L در برابر خوردگی

  فولاد 904L در برابر محیط های خورنده بسیار مقاوم است. برای مثال در محیط هایی که اسید سولفوریک رقیق وجود دارد؛ میتوان از این آلیاژ استفاده کنید. همچنین این آلیاژ در برابر اسید های معدنی(برای مثال اسید فسفریک) و اسید های آلی مقاومت خوبی دارد. توجه داشته باشید که برخی از اسیدها(اسید هایی که حاوی یون های هالیدی هستند) موجب تخریب این آلیاژ میشوند.

  همانطور که میدانید؛ میزان نیکل، تاثیر بسزایی در افزایش مقاومت ماده در برابر خوردگی دارد. از آنجایی که 25 درصد فولاد 904L از نیکل است؛ پس میتوان نتیجه گرفت که این ماده در برابر خوردگی بسیار مقاوم است.

  اکثر فولاد های ضد زنگ مانند فولاد  304L و 316L در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش کلریدی (SSC) مقاوم نیستند. اما فولاد 904L به دلیل داشتن عنصر های نیکل و مولیبدن، در برابرSSC  مقاوم هستند. در واقع میزان مقاومت فولاد در برابر SSC، متناسب با میزان نیکل و مولیبدن تغییر می کند.

  مشخصات ساخت و پردازش استیل 904L
  

  این فلز را با استفاده از روش های معمول می‌توان جوشکاری و پرداخت کرد.

  1- شکل دهی گرم

  دمای کاری اکثر آلیاژها برای انجام فرایند کار گرم، بین 1562 الی 2120 درجه فارنهایت(850 الی 1150 سانتی گراد) قرار میگیرد و معمولا کار گرم توسط آنیل محلولی انجام میشود. همچنین پس از این کار، آلیاژ کوئنچ میشود. اما شکل دهی گرم فولاد 904L در دمای 2012 درجه فارنهایت(1100 درجه سلسیوس) متوقف میشود و آلیاژ به سرعت سرد میشود. به دما ها دقت کنید؛ چرا که کم یا زیاد بودن دمای کار گرم، باعث میشود تا فلز به خواص مکانیکی مطلوب دست پیدا نکند. همچنین توجه داشته باشید که عملیات کوئنچ باید به سرعت انجام شود.

  2- شکل دهی سرد

  فولاد 904L داکتیلیته بالایی دارد و به راحتی شکل میگیرد. افزودن مولیبدن و نیتروژن باعث میشود تا شکل دهی و پردازش ماده سخت شود. سخت شدن این فرایند(شکل دهی) هم بدان معناست که برای شکل دهی به این آلیاژ، به ابزار و تجهیزات قدرتمندتری نیاز است(در مقایسه با آلیاژ های 304 و 304L).

  3- جوشکاری فولاد 904L

  فولاد 904L به راحتی و با استفاده از روش های استاندارد، جوشکاری میشود. در این فولاد(که یک فولاد آستنیتی است) توزیع عناصر و همچنین ساختار یکنواخت است. انجماد فولاد پس از جوشکاری باعث میشود تا عناصری خاص همچون مولیبدن، کروم و نیکل جایگاه خود را تغییر بدهند و یکنواختی توزیع عناصر را از بین ببرند. همین امر سبب میشود تا مقاومت فلز در برابر خوردگی مختل شود(کاهش یابد). شدت این اتفاق در فولاد 904L بسیار کم است. جوشکاری این فلز به کمک یک آلیاژ پرکننده از جنس فلز پایه انجام میشود(همچنین میتوان بدون فلز پایه عملیات جوشکاری را نیز انجام داد).

  4- ماشینکاری

  سرعت کار سخت این آلیاژ باعث میشود تا ماشینکاری آن نسبت به فولادهای ضدزنگ 304 و 410 کمتر شود.

• کاربرد های استیل 904L

• به منظور کاهش آلودگی، در کارخانه های زغال سنگ
• برای تولید و فراوری اسید ها(سولفوریک اسید، فسفر اسید، اسید های عالی و غیر آلی)
• در زمینه تولید نفت و گاز
• داروسازی
• صنایع تولید کاغذ
• تولید و ساخت مبدل های حرارتی، کندانسور ها و سیستم های لوله کشی(آب دریا و آب های شور)