1.4539 الأوستنيتي مقابل 1.4462 الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج

ما هو 1.4539 (AISI 904L) الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي؟

1.4539، والمعروف على نطاق واسع باسم AISI 904L والمغطى بـ UNS N08904، عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ عالي السبائك الأوستنيتي تم تطويره لخدمة التآكل الشديد. فهو يجمع بين 19 - 23% كروم مع نسبة عالية بشكل غير عادي من النيكل بنسبة 23 - 28%، والموليبدينوم بنسبة 4 - 5% وإضافة نحاس متعمدة بنسبة 1 - 2%. والنتيجة هي هيكل أوستنيتي بالكامل وغير مغناطيسي يقاوم حفر الكلوريد وهجوم الشقوق، ويقاوم الأحماض المختزلة مثل حمض الكبريتيك والفوسفوريك، ويتحمل التلوث بحمض الكبريتيك ومخاليط الكلوريد حيث تفشل الدرجات القياسية بسرعة.

مستوى الكربون المنخفض، بحد أقصى 0.020%، يبقيه محصنًا ضد التحسس أثناء اللحام في معظم سماكات الجدار. يعمل هذا النوع بشكل جيد من درجات الحرارة المبردة التي تصل إلى ما يقرب من 400 درجة، وله صلابة وليونة جيدة، ويمكن تشكيله على البارد بسهولة. نظرًا لمحتوى النيكل والموليبدينوم العالي، فهو باهظ الثمن ويتتبع سعره أسواق النيكل والموليبدينوم، لذلك يتم تحديده عادةً فقط عندما لا يتمكن 316L أو الدرجة المزدوجة من توفير بدل التآكل المطلوب.

ما هو 1.4462 (دوبلكس 2205) الفولاذ المقاوم للصدأ؟

1.4462، المعروف باسم دوبلكس 2205 ومطابق لـ UNS S32205، عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ مزدوج يجمع بنيته الدقيقة بين الأوستينيت والفريت بنسب متساوية تقريبًا. هذا الهيكل ذو المرحلتين هو ما ينتج خاصيته الرئيسية: قوة خضوع تبلغ 450 ميجا باسكال أو أكثر، أي ما يقرب من ضعف تلك البالغة 304 أو 316، مما يتيح للمصممين خفض سماكة الجدار ووزن المكونات دون فقدان القدرة على الضغط. يمنح الكروم بنسبة 21 - 23%، والموليبدينوم بنسبة 2.5 - 3.5% والنيتروجين بنسبة 0.10 - 0.22%، مقاومة ممتازة للتشقق الناتج عن إجهاد الكلوريد، والتآكل والشقوق في مياه البحر وتيارات العمليات الحاملة للكلوريد.

يعتبر دوبلكس 2205 أيضًا أكثر فعالية من حيث التكلفة من 904L لأنه يحتاج إلى كمية أقل بكثير من النيكل والموليبدينوم المعتدل فقط. تعتبر المقايضات معدنية وليست ذات صلة بالتآكل: فهي مغناطيسية، ويجب أن تكون ملحومة بمدخلات حرارية يمكن التحكم فيها ودرجة حرارة تداخلية للحفاظ على توازن الأوستينيت-الفريت، وهي هشة إذا تم الاحتفاظ بها في نطاق درجة 300 - 1000 لفترات طويلة، مما يقيد الخدمة في درجات الحرارة العالية ويتطلب الرعاية أثناء التشكيل الساخن والمعالجة الحرارية.

مقارنة التركيب الكيميائي

عنصر	1.4462 (دوبلكس 2205، UNS S32205)	1.4539 (904L، أونس N08904)
الكروم (الكروم)	21.0 - 23.0%	19.0 - 23.0%
النيكل (ني)	4.5 - 6.5%	23.0 - 28.0%
الموليبدينوم (مو)	2.5 - 3.5%	4.0 - 5.0%
النيتروجين (ن)	0.10 - 0.22%	أقل من أو يساوي 0.10%
النحاس (النحاس)	لم تتم إضافته عمدا	1.0 - 2.0%
الكربون (ج)	أقل من أو يساوي 0.030%	أقل من أو يساوي 0.020%
المنغنيز (من)	أقل من أو يساوي 2.00%	أقل من أو يساوي 2.00%
السيليكون (سي)	أقل من أو يساوي 1.00%	أقل من أو يساوي 1.00%
البنية المجهرية	دوبلكس، الأوستينيت + الفريت	الأوستنيتي بالكامل

الخواص الميكانيكية والفيزيائية

الخاصية (نموذجية)	1.4462 (دوبلكس 2205)	1.4539 (904L)
قوة الشد (RM)	620 - 880 ميجا باسكال	490 - 690 ميجا باسكال
قوة الخضوع (Rp0.2)	أكبر من أو يساوي 450 ميجا باسكال	أكبر من أو يساوي 220 ميجا باسكال
استطالة (أ)	25 - 35%	35 - 40%
صلابة	حول 220 - 300 HB	أقل من أو يساوي 230 HB
كثافة	حوالي 7.8 جم/سم3	حوالي 8.0 جم/سم3
الاستجابة المغناطيسية	مغناطيسي	غير مغناطيسية في الأساس
سقف الخدمة النموذجي	حوالي 300 درجة لأجزاء الضغط	حوالي 400 درجة في الوسائط المؤكسدة

والنتيجة العملية هي تجارة الوزن مقابل السبائك. غالبًا ما يحتاج جزء الضغط المزدوج 2205 إلى حوالي نصف سمك الجدار لجزء 904L عند نفس ضغط التصميم، مما يعوض جزءًا من الاختلاف في مقاومة التآكل ويمكن أن يجعل المكون النهائي أخف وزنًا وأرخص في التثبيت.

التآكل والتصنيع وتوجيه الاختيار

يُظهر كلا الصفين رقمًا مكافئًا لمقاومة التنقر في النطاق 34 - 36 المحسوب كـ Cr + 3.3Mo + 16N، لكنهما يصلان إلى هذا الرقم بطرق مختلفة. 904L يعتمد على النيكل والموليبدينوم والنحاس لمقاومة الأحماض المختزلة وخدمة حمض الكبريتيك؛ يعتمد الدوبلكس 2205 على الكروم والموليبدينوم والنيتروجين لمقاومة تأليب الكلوريد والتآكل الناتج عن الإجهاد في مياه البحر ومياه التحلية وسوائل طحن اللب. في تقليل واجب الحمض بقوة، يكون 904L هو الخيار الأفضل عادةً؛ في الخدمة المحايدة أو الحمضية الخفيفة الغنية بالكلوريد، عادةً ما يؤدي دوبلكس 2205 أداءً جيدًا على الأقل وبتكلفة أقل.

يختلف التصنيع أكثر مما تشير إليه جداول الخصائص. 904L هو مادة قابلة للسحب، ويمكن لحامها بسهولة باستخدام حشوة مطابقة أو ذات سبيكة أعلى، ولا تحتاج إلى روتين تبريد خاص؛ يمكن تشكيله وفقًا للممارسة الأوستنيتي القياسية مع دعم كبير للأدوات لأنه يعمل بشكل أكثر صلابة. يتطلب دوبلكس 2205 مدخلات حرارية مقيدة، ودرجة حرارة فاصلة أقل من حوالي 150 درجة، وحشو مزدوج غني بالنيكل أو مطابق للحفاظ على توازن الطور في اللحام. إنها أقوى وأصعب في الماكينة، لذا فإن معلمات الأدوات والقطع أكثر أهمية، ولا ينبغي تخفيف الضغط عليها عند درجة حرارة عالية.

اختر 1.4539 (904 لتر)للمعالجة الكيميائية للكبريت والفوسفوريك والأحماض المختلطة، وحيث يكون الحد الأقصى المسموح به للتآكل في الخدمة المائية العدوانية هو الأولوية.

اختر 1.4539عندما يكون السلوك غير المغناطيسي أو الحد الأقصى من الليونة مطلوبًا، أو عندما لا يمكن التحكم بإحكام في ظروف اللحام في الموقع.

اختر 1.4462 (دوبلكس 2205)لأنظمة مياه البحر، وتحلية المياه، والأجزاء الهيكلية البحرية، وأوعية الضغط وخطوط الأنابيب حيث تسمح القوة العالية بجدران أرق.

اختر 1.4462حيث يؤدي تكسير التآكل الناتج عن إجهاد الكلوريد إلى استبعاد الدرجات الأوستنيتي وحيث يكون حد الخدمة البالغ 300 درجة مقبولاً.

التحقق من الاقتصاد:يحتاج دوبلكس 2205 إلى كمية أقل بكثير من النيكل والموليبدينوم، لذلك تكون تكلفة التركيب أقل في كثير من الأحيان حتى عندما يتداخل أداء التآكل.

فحص الكيمياء:ويجب التحقق من كلا الدرجتين وفقًا للحدود الكيميائية EN 10088 أو ASTM A240 أو ASTM A182 بالنسبة لشكل المنتج الدقيق وحالة المعالجة الحرارية.

الأسئلة المتداولة

س: هل 1.4539 (904L) أفضل من 316L؟
نعم لخدمة الأحماض والكلوريد القوية. 904يحتوي L على كمية أكبر بكثير من النيكل والموليبدينوم، لذا فهو يقاوم حفر حامض الكبريتيك والكلوريد وهجوم الشقوق الذي قد يهاجم 316L بسرعة. بالنسبة للخدمة الجوية العادية أو التآكل الخفيف، يظل 316L مناسبًا وأرخص بكثير.

س: هل 1.4462 (دوبلكس 2205) أقوى من 304 أم 316؟
نعم. قوتها المقاومة بنسبة 0.2% والتي لا تقل عن 450 ميجا باسكال هي تقريبًا ضعف قوة الدرجات الأوستنيتي القياسية، ولهذا السبب يتم تفضيلها لأوعية الضغط وخطوط الأنابيب والمكونات الهيكلية.

س: هل يصدأ الفولاذ المقاوم للصدأ 1.4539؟
في الأجواء الصناعية والبحرية العادية يبقى خاملاً ولا يصدأ. إن التعرض المطول للكلوريدات القوية عند درجة حرارة عالية، أو للرواسب التي تستبعد الأكسجين، لا يزال من الممكن أن يسبب هجومًا موضعيًا في أي درجة مقاومة للصدأ.

س: ما هي الدرجة الأكثر فعالية من حيث التكلفة، 1.4539 أم 1.4462؟
يعتبر دوبلكس 2205 أكثر فعالية من حيث التكلفة بشكل عام. يستخدم ما يقرب من ربع النيكل وكمية أقل من الموليبدينوم، كما أن قوته العالية تسمح لأجزاء أرق بأداء نفس المهمة.

س: هل يمكن لحام 1.4462 و 1.4539 معًا؟
ويمكن ربطها بمادة مستهلكة قائمة على النيكل أو سبائك عالية يتم اختيارها لجانب الخدمة الأكثر تطلبًا، لكن المفصل يحتاج إلى إجراء مؤهل لأن المادتين تتطلبان حدودًا مختلفة لإدخال الحرارة والتداخل.

س: ما هي التطبيقات الرئيسية لكل درجة؟
يعتبر 1.4539 نموذجيًا لمعدات العمليات الكيميائية ومعالجة الأحماض وتبريد مياه البحر وأنابيب الأدوية. 1.4462 وهو نموذجي للمنصات البحرية ومحطات تحلية المياه وأوعية الضغط وصهاريج التخزين وخطوط الأنابيب البحرية.