Сталь AISI 904L | EN 1.4539 | DIN X1NiCrMoCu25-20-5 | 06ХН28МДТ относится к супер аустенитным хромоникелевым нержавеющим сталям. Отличается повышенной коррозионной стойкостью в сильных агрессивных средах. Оказывает особую стойкость в морской воде, обладает высокой стойкостью к точечной, щелевой и межкристаллитной коррозии.
Следует отметить, что уровень антикоррозионного сопротивления у марки AISI 904 L на порядок выше, чем у металлов хром-никель-молибденовой группы.
Высокое содержание никеля в ее составе обеспечивает сталь отличной сопротивляющей способностью к коррозионному растрескиванию под напряжением. Медь способствует лучшей стойкости к кислотам, особенно в наиболее агрессивном диапазоне средней концентрации.
Эту супер аустенитную нержавеющую сталь иногда классифицируют как никелевой сплав. Чаще выпускается в виде сортового и плоского проката, который в основном используется в химической, энергетической и нефтехимической промышленности. Такой металл устойчив к серной кислоте, фосфорной кислоте, азотной кислоте и ортофосфорной кислоте в различных концентрациях при высоких температурах.
AISI 904L можно использовать в морской воде до 70 °C, в серной или фосфорной кислоте и в местах, содержащих хлориды. Другие сферы применения материала EN 1.4539 - это строительная промышленность, химическая промышленность, машины, используемые для производства искусственных удобрений, а также медицинская и фармацевтическая промышленность.
В общем, AISI 904L может хорошо работать в холодном состоянии. Однако для укрепления материала требуются более высокие силы формования. AISI 904L можно использовать в диапазоне температур от - 60 °C до 400 °C.
Горячее формование
Горячее формирование AISI 904L возможно при 1200 °C - 900 °C. Охлаждение происходит на воздухе. Во избежание образования хрупких и интерметаллических фаз время покоя в диапазоне 600 °C - 900 °C должно быть сведено к минимуму.
Сварка
Сталь легко сваривается стандартными методами. После сварки термическая обработка не требуется, а шов следует очистить от окалины и пассивировать.
При выборе присадочного сплава также следует учесть коррозионное напряжение. Использование высоколегированного присадочного металла может потребоваться через литую структуру металла шва.
Для этой стали предварительный нагрев не нужен. Термическая обработка после сварки обычно не обычной. Аустенитные стали обладают только 30% теплопроводности нелегированных сталей. Их температура плавления ниже, чем у нелегированной стали, поэтому аустенитные стали нужно сваривать с меньшим подводом тепла, чем нелегированные стали. Чтобы избежать перегрева или прогорания более тонких листов, следует применять более высокую скорость сварки. Медные опорные пластины для более быстрого отвода тепла являются функциональными, тогда как во избежание трещин в металле припоя не допускается поверхностное сплавление медной опорной пластины. Эта сталь имеет значительно более высокий коэффициент теплового расширения, чем нелегированная сталь. В связи с худшей теплопроводностью следует ожидать большего искажения. При сварке согласно EN 1.4539 следует соблюдать все процедуры, противодействующие этому искривлению (например, сварка в обратной последовательности, сварка поочередно на противоположных сторонах с двойной V-образной стыковой сваркой, назначение двух сварщиков, если компоненты соответственно велики). Для изделий толщиной более 12 мм следует отдавать предпочтение двойной V-образной стыковой сварке вместо одинарного V-образного стыкового шва. Включенный угол должен составлять 60° – 70°, при использовании MIG-сварки достаточно около 50°. Следует избегать накопления сварных швов. Прихватные сварные швы должны быть прикреплены на относительно более коротком расстоянии друг от друга (значительно меньшем, чем у нелегированных сталей), чтобы предотвратить сильную деформацию, усадку или отслоение прихваченных швов. Прихватки должны быть впоследствии отшлифованы или, по крайней мере, освобождены от кратерных трещин. EN 1.4539 в связи с аустенитным металлом сварного шва и слишком высоким нагреванием существует зависимость от образования тепловых трещин. Склонность к тепловым трещинам может ограничиться, если металл шва имеет меньшее содержание феррита (дельта-феррита). Содержимое феррита до 10% благоприятно влияет и в целом не влияет на коррозионную стойкость. Сваривать нужно как можно более тонкий слой (технология стрингера), так как более высокая скорость охлаждения уменьшает склонность к горячим трещинам. Во время сварки следует стремиться к быстрому охлаждению, чтобы избежать уязвимости к межкристаллической коррозии и хрупкости. EN 1.4539 очень подходит для сварки лазерным лучом. При ширине сварочной канавки менее 0,3 мм соответственно толщине изделия 0,1 мм использование присадочных металлов не требуется. С большими сварочными канавками можно использовать аналогичный присадочный металл. Чтобы избежать окисления на поверхности шва, сваривайте лазерным лучом с помощью обратной сварки, например гелий как инертный газ, сварочный шов так же устойчив к коррозии, как и основной металл. Опасности горячей трещины для сварочного шва не существует при выборе соответствующего процесса. EN 1.4539 также подходит для лазерной резки азотом или газовой резки кислородом. Срезанные края обладают лишь небольшими зонами воздействия тепла и, как правило, без микротрещин, поэтому хорошо формируются. При выборе применимых процессов кромки, обрезанные методом сплавления, можно конвертировать непосредственно. В частности, их можно сваривать без дополнительной подготовки.
Во время обработки допускается использовать только инструменты из нержавеющей стали, такие как стальные щетки, пневматические резцы и т.п., чтобы не угрожать пассивации. Следует пренебречь разметкой в зоне сварочного шва масляными болтами или карандашами для индикации температуры. Высокая коррозионная стойкость этой нержавеющей стали основана на образовании однородного компактного пассивного слоя на поверхности. Краски отжига, окалина, остатки шлака, чугун, брызги и т.п. необходимо удалить, чтобы не разрушить пассивный слой. Для очистки поверхности можно применять методы очистки щеткой, шлифовку, пищеварение или струйную обработку (кварцевый песок без содержания железа или стеклянные сферы). Для очистки можно использовать только щетки из нержавеющей стали. Протравливание предварительно обработанной зоны шва производится погружением и распылением, однако часто используют травильные пасты или растворы. После маринования нужно тщательно промыть водой.
Механические свойства
| Предел прочности на разрыв, мин., МПа | 520-730 |
| Предел текучести, 0,2%, МПа | 220 |
| Относительное удлинение, мин., % | 35 |
| Твердость, HB тип | 230 |
Физические свойства
| Плотность г / см³ | 8,06 |
| Удельная теплоемкость при +20°C, Дж / кг*К | 450 |
| Теплопроводность при +20°C, Вт / м*К | 12 |
| Удельное электросопротивление при +20°C, мкОм*м | 1 |
| Магнитные свойства | немагнитная |
| Температура | +20°С | +100°С | +200°C | +300°С | +400°С | +500°С |
| Модуль упругости, ГПа | 195 | 190 | 182 | 174 | 166 | 158 |
| Коэффициент линейного расширения, 10-6/°C | 15,8 | 15,8 | 16,1 | 16,5 | 16,9 | 17,3 |
Термическая обработка
Рекомендованная температура отжига деформированной стали AISI 904L составляет 1095 °C.
Особенности
Благодаря высокому содержанию никеля и хрома, в тяжелых условиях сталь значительно снижает развитие коррозии, а высокая плотность хрома и молибдена способствует пассивации металлических поверхностей и улучшает механические свойства изделий. Кроме того, высокая концентрация меди способствует повышению устойчивости стали к восстановительным газам, повышению пластичности и стойкости к кислотам.
EN 1.4539 - одна из лучших кислотостойких аустенитных марок сталей, альтернативная сталям EN 1.4547 и EN 1.4529. Сравнительную коррозионную стойкость к AISI 904L обладают дуплексными сталими с ферритно-аустенитной структурой EN 1.4462 и S32205, но их повышенные механические свойства могут в определенных ситуациях ограничивать использование материалов, например, пониженная пластичность. В некоторых приложениях структура аустенита незаменима.
В дополнение к вышеупомянутым применениям и устойчивости к окружающей среде сорт хорошо переносит присутствие муравьиной кислоты, уксусной кислоты, щавелевой кислоты, лимонной кислоты, молочной кислоты, высоких концентраций солевых растворов, нитратов, хлоридов, сероводорода, морской воды, ацета. Материал с заданным химическим составом может работать при повышенных температурах до приблизительно 400 ℃.
Химический состав марка стали AISI 904L | EN 1.4539 | DIN X1NiCrMoCu25-20-5 | 06ХН28МДТ | |||||||||
| C | Mn | P | S | Si | Cr | Cu | Ni | N | Fe |
| <0,02 | <2,0 | <0,03 | <0,01 | <0,7 | 19,0-21,0 | 1,2-2,0 | 24,0-26,0 | 0,15 | Остальное |
Сфера использования
Нержавеющая сталь AISI 904L имеет отличные технические характеристики, которые делают эту марку пригодной для использования во многих сферах. Ее особенно рекомендуют использовать в сильно агрессивных средах, в том числе радиоактивных. Нержавеющая сталь AISI 904L EN 1.4539 | DIN X1NiCrMoCu25-20-5 используют в:
- химической, нефтегазовой, пищевой, целлюлозно-бумажной промышленности;
- медицине и фармацевтике;
- строительстве, часовом производстве, производстве минеральных удобрений;
- создание сварных конструкций, теплообменников, трубопроводов, тоннелей, конструкций для реакторов;
- изготовлении деталей для работы в растворах, содержащих ионы хлора, серной и фосфорной кислоты;
- изготовлении деталей для работы в морской воде;
- сварных аппаратах, оборудовании для очистки дымовых газов;
- изготовлении емкостей для работы при высоких температурах.