高性能超級奧氏體不鏽鋼:904L (N08904)

  • 發布時間:2025-09-30

  摘要:

  904L不鏽鋼,統一數字代号N08904,是一種為抵抗硫酸腐蝕而開發的高钼、高鉻、高鎳的超級奧氏體不鏽鋼。憑借其卓越的耐腐蝕性能、優良的機械與物理特性,它在嚴苛的工業環境中占據了不可替代的地位。本文将從其各項性能、收錄标準、應用領域等方面進行介紹。


  一、材料介紹

  904L (UNS N08904) 是一種低碳、高合金的奧氏體不鏽鋼。其核心設計理念是通過提高合金含量來獲得較304、316标準不鏽鋼更好的耐腐蝕能力。其最顯著的特點是低碳含量(≤0.020%)和高的钼(4.0-5.0%)、鉻(19.0-23.0%)、鎳(23.0-28.0%)含量,并添加了銅(1.0-2.0%)。這種成分組合使其對硫酸、磷酸以及鹵化物應力腐蝕開裂具有出色的抵抗力。


  二、化學成分

  化學成分對鋼的金相組織、機械性能、物理性能和耐蝕性能的影響很大。

  ASTM A240/A240M

 化學元素成分含量(%)

成分

C

Si

Mn

p

S

Cr

Ni

Cu

Mo

N

最小值

/

/

/

/

/

19

23

1

4

/

最大值

0.02

1

2

0.045

0.035

23

28

2

5

0.1


  C:低碳含量極大降低了碳化物在晶界析出的風險,避免了晶間腐蝕。

  Cr:形成鈍化膜,提供基本的耐氧化性介質腐蝕能力。

  Ni:奧氏體形成元素,穩定奧氏體相,提高耐還原性介質和應力腐蝕開裂性能。

  Mo:顯著增強耐點蝕和縫隙腐蝕能力,特别是在含氯離子環境中。

  Cu:提高不鏽鋼在還原性酸中的耐蝕性能,如在某些硫酸和磷酸的混合溶液。是用于這些環境中的高性能奧氏體不鏽鋼中專用添加合金元素。

  Mn:奧氏體形成元素,改善熱加工性。

  Si:提高抗氧化性。

  N:可提高強度和耐點蝕性。


  三、機械性能

  與300系标準奧氏體不鏽鋼如304等相比,高性能奧氏體不鏽鋼904L具有更高的屈服強度和抗拉強度。這很大程度是由于 C 和 N 的固溶強化作用所緻。還跟Mo、Ni和Cr等置換型元素合金化程度高有直接關系。另外需注意的是,奧氏體不鏽鋼不能通過熱處理進行硬化,或提高強度。可通過冷加工工藝來大幅提高它的強度。

  SA-240/SA-240M

抗拉強度σb, Mpa

屈服點σs, Mpa

斷後伸長率或延伸率δ, %

硬度, HRBW

≥490

≥220

≥35

≤90



  四、物理性能

  奧氏體不鏽鋼的物理性能基本相同,與碳鋼相比,其楊氏彈性模量略低,熱膨脹系數較高,導熱性較差。

密度

熔點範圍

彈性模量

比熱容

電阻率

熱導率

膨脹系數

lb/in³

°F

10³ ksi

Btu/lb·°F

32~212°F

μΩ·in

68°F

Btu·in/ft²·h·°F

10 in/in·°F

68~212°F

g/cm³

°C

GPa

J/kg·°C

0~100°C

μΩ·cm

20°C

W/m·°C

10μm/m·°C

20~100°C

0.287

2372~2534

28

0.11

33.5

85

8.5

7.95

1300~1390

190

450

95.2

12.3

15.3

磁導率

1.02

       注:僅供參考。




  、耐蝕性能

  标準奧氏體不鏽鋼的耐蝕性能可以滿足很多環境的需求,但高性能奧氏體不鏽鋼的耐蝕性是所有不鏽鋼中最強的,其在均勻腐蝕、點蝕和縫隙腐蝕,以及應力腐蝕開裂,均有表現出色。以下圖片是904L在不同濃度沸點酸液和堿液中的耐蝕數據,這些數據可作為在還原性酸液和堿液環境中904L選用的參考依據。

沸點液

腐蝕速率

mpy

mm/a

20%醋酸

0.6

0.02

45%甲酸

7.7

0.2

1%鹽酸

21.6

0.55

10%草酸

27.1

0.69

20%磷酸

0.5

0.01

10%硫酸氫鈉

8.9

0.23

50%氫氧化鈉

0.96

0.24

10%氨基磺酸

9.1

0.23

10%硫酸

101

2.57

 注:mpy-密耳/年,1密耳=0.001英寸;mma-毫米/年

 注2:僅供參考


  局部腐蝕:904L高钼鉻含量使其擁有高的耐點蝕當量值,計算公式為 PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N,其PREN值33~35,因此對氯化物引起的點蝕和縫隙腐蝕有很強的抵抗力。

  晶間腐蝕:極低的碳含量使其即使在焊接或敏化溫度區間(450~850℃)短時暴露後,也能有效抵抗碳化鉻析出導緻的晶間腐蝕。

  應力腐蝕開裂:高鎳含量使其比标準奧氏體不鏽鋼(如304L、316L)具有高得多的抗氯化物應力腐蝕開裂能力。


  六、熱處理

  904L必須進行固溶熱處理以達到最佳的耐腐蝕性能。

  固溶處理:加熱至1100~1170℃,然後快速水淬。目的是使所有合金元素充分固溶于奧氏體基體中,獲得均勻的單相組織,并溶解可能在加工過程中形成的任何碳化物或金屬間相。

  注意事項: 應避免在540~930℃區間長時間停留,以防止有害相(如σ相)的析出,導緻韌性和耐腐蝕性下降。


  七、應用

  904L是4%钼合金中最常見的一種,是為升級316L 和 alloy 20開發,同時價格低于Alloy C276。

  應用行業:化工;石油和天然氣;制藥;發電;海洋工程;食品加工等。

  緊固件:可用于制造螺栓、螺釘、螺母、螺柱、通氣產品、墊圈、銷和鍵、管配件。


  八、近似牌号對照與接近匹配牌号

  近似牌号對照:是各個國家或組織标準中的近似材料的不同名稱和鋼号對照表,通常情況下,這些牌号可進行替代,但應根據實際使用場合進行甄别。

國家或組織

牌号和數字代号

GB

015Cr21Ni26Mo5Cu2 / S31782

JIS

SUS 890L

ASTM/AISI

90L / UNS N08904

ISO

X1NiCrMoCu25-20-5

NF EN/NF

Z2NCDU25-20

EN

X1NiCrMoCu25-20-5 / 1.4539

SS

2562

BS EN / BS

904S13


  接近匹配牌号:是對近似牌号對照的補充,有條件的擴大了材料替代範圍,使用這些數據資料時應根據實際情況進行甄别或咨詢材料工程師。

标準代号

牌号和數字代号

ASME SA-240/SA-240M-2023

N08904, 904L

ASTM A240/A240M-2020

904L, N08904

EN 10028-7-2016

X1NiCrMoCu25-20-5, 1.4539

EN 10088-2-2024

X1NiCrMoCu25-20-5, 1.4539

ISO 9328-7-2018

X1NiCrMoCu25-20-5

JIS G 4304-2021

SUS 890L

JIS G 4305-2021

SUS 890L



  九、904L 收錄的标準 

标準代号

标準名稱

 ASTM A959

 鍛造不鏽鋼統一标準等級成份的指南

 ASTM A276

 不鏽鋼棒材和型材

 ASTM A240/A240M

 用于制造壓力容器和一般用途的鉻和鉻鎳不鏽鋼鋼闆,薄闆,鋼帶技術規範

 ASTM A479/A479M

 鍋爐和其他壓力容器用不鏽鋼棒和型材的标準規範

 ASTM A403/A403M

 可鍛奧氏體不鏽鋼管件

 ASME SA-240/SA-240M

 承壓用鉻及鉻-鎳不鏽鋼闆、薄闆和帶材

 SAE J405

 SAE鍛造不鏽鋼的化學成分

 Q/RP 007

 不鏽鋼盤條

 以及與904L近似牌号标準



  、材料供應商列表

公司名稱

聯系方式

 

公司名稱

聯系方式

 蘇州華曠冶金科技有限公司

 18913797789/0512-53727566

 

 上海三富金屬集團有限公司

 13818300616/18601636665

 上海淵鋼實業有限公司

 15821295628/021-67898583

 

 安徽富凱特材有限公司

 13736737222

 江蘇勁國重工機械有限公司

 15358948669/0510-85308871

 

 江油市龍海特鋼有限公司

 15386611087/17780160614

 無錫赢廣合金有限公司

 15312290778

 

 無錫宸霄金屬材料有限公司

 15365244995

 上海炫縱實業有限公司

 18016339698/021-57620528

 

 江蘇德鎳金屬科技有限公司

 17365312205

 锢爍(上海)金屬材料有限公司

 13818382568

 

 上海晟通金屬科技有限公司

 18616886059/021-33552688

 浙江帥一金屬科技集團有限公司

 18968330699/18606622250

 

 上海感達金屬制品有限公司

 17740809676

 江蘇富凱永立特材有限公司

 18961861656/15371099389

 

 上海威勵金屬集團有限公司

 13661845828/13321919596

 江蘇鋼悅金屬科技有限公司

 13771026304/13585018278

 

 上海隆繼金屬集團有限公司

 15001799713/13916365331

 吉創金屬(昆山)有限公司

 15150499129