فولاد ضد زنگ 904L

مروری کلی بر فولاد ضد زنگ 904L
1. تعریف مواد
904L یک فولاد ضد زنگ آستنیتی با آلیاژ بالا و محتوای کربن بسیار کم است (UNS N08904، درجه استاندارد ملی: 015Cr21Ni26Mo5Cu2)، که متعلق به دسته فولاد فوق‌العاده ضد زنگ است. ویژگی‌های ترکیب شیمیایی آن عبارتند از:
نیکل بالا (Ni 23-25%)، مولیبدن بالا (Mo 4.5-5.5%)، مس (Cu 1.0-2.0%)، محتوای کربن ≤0.02% و مقاومت در برابر خوردگی بسیار قوی دارد.
در مقایسه با فولادهای ضد زنگ معمولی (مانند 304، 316L): محتوای بالاتر عناصر آلیاژی باعث می‌شود که در محیط‌های بسیار خورنده عملکرد برجسته‌ای داشته باشد، به ویژه در برابر اسیدهای غیر اکسید کننده مانند اسید سولفوریک، اسید فسفریک، اسید فرمیک و اسید استیک مقاوم است.
2. خواص فیزیکی
چگالی: 8.0 گرم بر سانتی‌متر مکعب
نقطه ذوب: 1300-1390 درجه سانتی‌گراد
مقاومت کششی: ≥490 مگاپاسکال
ازدیاد طول: ≥35%
مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت آن در برابر خوردگی در اسید سولفوریک رقیق بسیار بیشتر از 316L است و به آلیاژهای پایه نیکل با آلیاژ بالا (مانند Hastelloy) نزدیک می‌شود، اما با هزینه کمتر.

ویژگی‌ها و مزایای اصلی
1. مقاومت فوق‌العاده در برابر خوردگی
اسیدهای غیر اکسید کننده: به راحتی در محیط‌هایی مانند اسید سولفوریک، اسید فسفریک و اسید هیدروکلریک خورده نمی‌شوند و به طور گسترده در تجهیزات شیمیایی، دارویی و ترشی‌کاری استفاده می‌شوند.
مقاومت در برابر ترک خوردگی تنشی (SCC): محتوای نیکل بالا باعث می‌شود که در محیط کلرید کمتر مستعد خوردگی تنشی باشد، که نسبت به فولاد ضد زنگ آستنیتی معمولی برتری دارد.
2. عملکرد پایدار در دمای بالا
می‌تواند برای مدت طولانی در محدوده -196 درجه سانتی‌گراد تا 250 درجه سانتی‌گراد استفاده شود و برای سناریوهای با دمای بالا مانند مبدل‌های حرارتی و مخازن تحت فشار مناسب است.
3. پردازش و جوشکاری خوب
اگرچه پردازش آن کمی دشوارتر از فولاد ضد زنگ 304 است، اما همچنان می‌توان آن را از طریق فرآیندهای معمولی شکل داد. در حین جوشکاری، باید به کنترل ورودی حرارت توجه شود تا از خوردگی بین دانه‌ای جلوگیری شود.'

زمینه‌های کاربردی معمولی
1. صنایع شیمیایی
صنایع شیمیایی یکی از مهم‌ترین زمینه‌های کاربردی فولاد ضد زنگ 904L است. در تولید مواد شیمیایی، بسیاری از دستگاه‌ها باید در تماس طولانی‌مدت با اسیدهای قوی، قلیاهای قوی یا سایر مواد شیمیایی خورنده باشند. با توجه به مقاومت عالی در برابر خوردگی، فولاد ضد زنگ 904L به یک انتخاب ایده‌آل تبدیل شده است. به عنوان مثال:
تجهیزات محیط اسیدی: 904L می‌تواند به طور موثر در برابر خوردگی اسیدهای قوی مانند اسید سولفوریک و اسید فسفریک مقاومت کند و بنابراین اغلب در ساخت مخازن ذخیره‌سازی، خطوط لوله، مبدل‌های حرارتی و سایر تجهیزات استفاده می‌شود.
راکتورهای شیمیایی: راکتورهایی که در محیط‌های بسیار خورنده کار می‌کنند، به استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی بالا نیاز دارند. 904L می‌تواند این نیازها را برآورده کند.
2. مهندسی دریایی
مقدار زیادی نمک و رطوبت در محیط دریایی وجود دارد که الزامات بسیار بالایی را برای مقاومت مواد در برابر خوردگی ایجاد می‌کند. فولاد ضد زنگ 904L به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی حفره‌ای و شکافی، به طور گسترده در مهندسی دریایی استفاده شده است. به عنوان مثال:
تجهیزات نمک‌زدایی آب دریا: در محیطی با غلظت بالای آب نمک، 904L می‌تواند به طور موثر در برابر فرسایش یون‌های کلرید مقاومت کند.
- کشتی‌سازی: برای ساخت اجزای کلیدی در کشتی‌ها، مانند شفت‌های پروانه، سیستم‌های خنک‌کننده آب دریا و غیره استفاده می‌شود.
- سکوهای دریایی: شامل اجزای ساختاری در سکوهای حفاری نفت و تجهیزات تولید برق بادی دریایی.
3. صنایع دارویی
صنایع دارویی الزامات بسیار سختگیرانه‌ای برای مواد تجهیزات دارند. آنها نه تنها باید در برابر خوردگی مقاوم باشند، بلکه باید استانداردهای بهداشتی درجه مواد غذایی را نیز رعایت کنند. کاربردهای فولاد ضد زنگ 904L در صنایع دارویی عبارتند از:
- مخازن واکنش و همزن‌ها: برای پردازش مواد شیمیایی با خلوص بالا و مواد اولیه دارویی استفاده می‌شود.
- سیستم خط لوله: برای انتقال مایعات با خلوص بالا برای اطمینان از عدم آلودگی در طول فرآیند تولید دارویی استفاده می‌شود.
- ظرف ذخیره‌سازی: مناسب برای ذخیره مایعات خورنده یا مواد اولیه با خلوص بالا.
4. صنعت نفت و گاز
در صنعت نفت و گاز، تجهیزات اغلب با محیط‌های خورنده مانند سولفیدها و کلریدها تماس پیدا می‌کنند. فولاد ضد زنگ 904L به دلیل مقاومت در برابر ترک خوردگی تنشی در سناریوهای زیر به طور گسترده استفاده می‌شود:
- خط لوله نفت: برای انتقال نفت خام حاوی گوگرد یا گاز طبیعی استفاده می‌شود.
- تجهیزات پالایش: مانند مبدل‌های حرارتی، مخازن تحت فشار و غیره.
خطوط لوله زیردریایی: قادر به تحمل محیط‌های خورنده در محیط‌های عمیق دریا.
5. صنعت حفاظت از محیط زیست
در زمینه حفاظت از محیط زیست، به ویژه در سیستم‌های تصفیه فاضلاب و گوگردزدایی گاز دودکش، فولاد ضد زنگ 904L نیز کاربردهای قابل توجهی دارد. به عنوان مثال:
تجهیزات تصفیه فاضلاب: برای تصفیه فاضلاب حاوی اسیدهای قوی، قلیاهای قوی یا سایر مواد خورنده استفاده می‌شود.
تجهیزات گوگردزدایی گاز دودکش: در نیروگاه‌های زغال‌سنگ، برج‌های گوگردزدایی باید در برابر تهاجم دماهای بالا، رطوبت بالا و گازهای خورنده مقاومت کنند. 904L یک انتخاب ایده‌آل است.
6. بخش کالاهای مصرفی با کیفیت بالا
علاوه بر زمینه صنعتی، فولاد ضد زنگ 904L نیز به طور گسترده در تولید کالاهای مصرفی با کیفیت بالا، به ویژه در بخش کالاهای لوکس استفاده می‌شود. به عنوان مثال:
- ساخت ساعت: برخی از برندهای ساعت‌های با کیفیت بالا از فولاد ضد زنگ 904L برای ساخت قاب و دستبند ساعت استفاده می‌کنند، زیرا این ماده نه تنها از نظر زیبایی‌شناختی خوشایند است، بلکه می‌تواند درخشندگی خود را برای مدت طولانی حفظ کند.
جواهرات: 904L دارای خواص آنتی‌اکسیدانی عالی است و مستعد تغییر رنگ نیست، بنابراین برای ساخت جواهرات با کیفیت بالا استفاده می‌شود.
7. صنایع فرآوری مواد غذایی
صنایع فرآوری مواد غذایی الزامات بسیار بالایی برای بهداشت و مقاومت در برابر خوردگی مواد دارند. فولاد ضد زنگ 904L به دلیل خواص غیر سمی، بی‌ضرر و آسان تمیز شدن، به یک انتخاب مهم برای تجهیزات فرآوری مواد غذایی تبدیل شده است. به عنوان مثال:
تجهیزات فرآوری لبنیات: مانند مخازن شیر، مخازن اختلاط و غیره.
- تجهیزات آبجوسازی: مانند مخازن تخمیر و مخازن ذخیره‌سازی.
خطوط لوله تحویل مواد غذایی: اطمینان از ایمنی و خلوص مواد غذایی در طول فرآوری.

وضعیت بازار و روند توسعه
1. وضعیت عرضه و تقاضا
در سمت عرضه، تولیدکنندگان اصلی جهانی شامل ThyssenKrupp، ArcelorMittal، Baowu Special Steel و غیره هستند. شرکت‌های داخلی مانند Taiyuan Iron & Steel و Zhangpu به تدریج ظرفیت تولید خود را در سال‌های اخیر افزایش داده‌اند.
سمت تقاضا: تقاضا در بازارهای نوظهور (مانند مواد شیمیایی در آسیای جنوب شرقی و زیرساخت‌ها در آفریقا) به طور قابل توجهی افزایش یافته است و فولاد ضد زنگ 904L را از «نیش با کیفیت بالا» به «کاربرد در مقیاس متوسط» سوق می‌دهد.
2. روند قیمت
محرک هزینه: به طور قابل توجهی تحت تأثیر نوسانات قیمت عناصر آلیاژی مانند نیکل و مولیبدن قرار دارد، قیمت داخلی فعلی صفحات فولادی ضد زنگ 904L تقریباً 80000 تا 120000 یوان در هر تن (2025) است، در حالی که قیمت صفحات کویل کمی کمتر است (75000 تا 110000 یوان در هر تن).
چشم‌انداز رقابتی: برندهای وارداتی (مانند Outokumpu) نسبتاً گران هستند و روند جایگزینی داخلی آشکار است و از نظر عملکرد هزینه، مزیت برجسته‌ای دارد.
3. جهت توسعه فناوری
کربن‌زدایی: کاهش بیشتر محتوای کربن (مانند ≤0.015%) برای افزایش عملکرد جوشکاری و مقاومت در برابر خوردگی.
تولید کامپوزیت: صفحات دومتال با ترکیب با فولاد کربنی تولید می‌شوند، که هزینه‌ها را کاهش می‌دهد و در عین حال مقاومت در برابر خوردگی را حفظ می‌کند و برای سطوح خورنده غیر بحرانی مناسب است.

اقدامات احتیاطی برای خرید و استفاده
شناسایی اصالت
محتوای Ni، Mo و Cu از طریق تجزیه و تحلیل طیفی برای جلوگیری از تقلبی‌های نامرغوب (مانند آنهایی که به عنوان آلیاژهای کم نیکل معرفی می‌شوند) تشخیص داده می‌شود.
از تامین‌کننده بخواهید گزارش مواد (مانند گواهی EN 10204 3.1) را ارائه دهد.
پیشنهادات پردازش
هنگام انجام عملیات برش، از روان‌کننده‌های حاوی گوگرد یا کلر استفاده می‌شود و ابزارهای برش باید مقاوم در برابر سایش باشند (مانند آلیاژ سخت).
برای جوشکاری توصیه می‌شود از سیم جوش ER385 (اختصاصی 904L) استفاده شود. پس از جوشکاری نیازی به عملیات حرارتی نیست، اما باید از دمای حساس‌سازی (427-816 درجه سانتی‌گراد) اجتناب شود.
نگهداری و تعمیر
از نگهداری طولانی‌مدت یون‌های کلرید (مانند آب دریا و اسپری نمک) خودداری کنید و سطح را به طور منظم با آب تمیز بشویید.
اگر خوردگی موضعی رخ داد، می‌توان آن را با خمیر ترشی و غیرفعال‌سازی فولاد ضد زنگ تعمیر کرد.