高性能超级奥氏体不锈钢:904L (N08904)

  • 发布时间:2025-09-30

  摘要:

  904L不锈钢,统一数字代号N08904,是一种为抵抗硫酸腐蚀而开发的高钼、高铬、高镍的超级奥氏体不锈钢。凭借其卓越的耐腐蚀性能、优良的机械与物理特性,它在严苛的工业环境中占据了不可替代的地位。本文将从其各项性能、收录标准、应用领域等方面进行介绍。


  一、材料介绍

  904L (UNS N08904) 是一种低碳、高合金的奥氏体不锈钢。其核心设计理念是通过提高合金含量来获得较304、316标准不锈钢更好的耐腐蚀能力。其最显著的特点是低碳含量(≤0.020%)和高的钼(4.0-5.0%)、铬(19.0-23.0%)、镍(23.0-28.0%)含量,并添加了铜(1.0-2.0%)。这种成分组合使其对硫酸、磷酸以及卤化物应力腐蚀开裂具有出色的抵抗力。


  二、化学成分

  化学成分对钢的金相组织、机械性能、物理性能和耐蚀性能的影响很大。

  ASTM A240/A240M

 化学元素成分含量(%)

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:低碳含量极大降低了碳化物在晶界析出的风险,避免了晶间腐蚀。

  Cr:形成钝化膜,提供基本的耐氧化性介质腐蚀能力。

  Ni:奥氏体形成元素,稳定奥氏体相,提高耐还原性介质和应力腐蚀开裂性能。

  Mo:显著增强耐点蚀和缝隙腐蚀能力,特别是在含氯离子环境中。

  Cu:提高不锈钢在还原性酸中的耐蚀性能,如在某些硫酸和磷酸的混合溶液。是用于这些环境中的高性能奥氏体不锈钢中专用添加合金元素。

  Mn:奥氏体形成元素,改善热加工性。

  Si:提高抗氧化性。

  N:可提高强度和耐点蚀性。


  三、机械性能

  与300系标准奥氏体不锈钢如304等相比,高性能奥氏体不锈钢904L具有更高的屈服强度和抗拉强度。这很大程度是由于 C 和 N 的固溶强化作用所致。还跟Mo、Ni和Cr等置换型元素合金化程度高有直接关系。另外需注意的是,奥氏体不锈钢不能通过热处理进行硬化,或提高强度。可通过冷加工工艺来大幅提高它的强度。

  SA-240/SA-240M

抗拉强度σb, Mpa

屈服点σs, Mpa

断后伸长率或延伸率δ, %

硬度, HRBW

≥490

≥220

≥35

≤90



  四、物理性能

  奥氏体不锈钢的物理性能基本相同,与碳钢相比,其杨氏弹性模量略低,热膨胀系数较高,导热性较差。

密度

熔点范围

弹性模量

比热容

电阻率

热导率

膨胀系数

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

磁导率

1.02

       注:仅供参考。




  、耐蚀性能

  标准奥氏体不锈钢的耐蚀性能可以满足很多环境的需求,但高性能奥氏体不锈钢的耐蚀性是所有不锈钢中最强的,其在均匀腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀,以及应力腐蚀开裂,均有表现出色。以下图片是904L在不同浓度沸点酸液和碱液中的耐蚀数据,这些数据可作为在还原性酸液和碱液环境中904L选用的参考依据。

沸点液

腐蚀速率

mpy

mm/a

20%醋酸

0.6

0.02

45%甲酸

7.7

0.2

1%盐酸

21.6

0.55

10%草酸

27.1

0.69

20%磷酸

0.5

0.01

10%硫酸氢钠

8.9

0.23

50%氢氧化钠

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:仅供参考


  局部腐蚀:904L高钼铬含量使其拥有高的耐点蚀当量值,计算公式为 PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N,其PREN值33~35,因此对氯化物引起的点蚀和缝隙腐蚀有很强的抵抗力。

  晶间腐蚀:极低的碳含量使其即使在焊接或敏化温度区间(450~850℃)短时暴露后,也能有效抵抗碳化铬析出导致的晶间腐蚀。

  应力腐蚀开裂:高镍含量使其比标准奥氏体不锈钢(如304L、316L)具有高得多的抗氯化物应力腐蚀开裂能力。


  六、热处理

  904L必须进行固溶热处理以达到最佳的耐腐蚀性能。

  固溶处理:加热至1100~1170℃,然后快速水淬。目的是使所有合金元素充分固溶于奥氏体基体中,获得均匀的单相组织,并溶解可能在加工过程中形成的任何碳化物或金属间相。

  注意事项: 应避免在540~930℃区间长时间停留,以防止有害相(如σ相)的析出,导致韧性和耐腐蚀性下降。


  七、应用

  904L是4%钼合金中最常见的一种,是为升级316L 和 alloy 20开发,同时价格低于Alloy C276。

  应用行业:化工;石油和天然气;制药;发电;海洋工程;食品加工等。

  紧固件:可用于制造螺栓、螺钉、螺母、螺柱、通气产品、垫圈、销和键、管配件。


  八、近似牌号对照与接近匹配牌号

  近似牌号对照:是各个国家或组织标准中的近似材料的不同名称和钢号对照表,通常情况下,这些牌号可进行替代,但应根据实际使用场合进行甄别。

国家或组织

牌号和数字代号

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:是对近似牌号对照的补充,有条件的扩大了材料替代范围,使用这些数据资料时应根据实际情况进行甄别或咨询材料工程师。

标准代号

牌号和数字代号

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 收录的标准 

标准代号

标准名称

 ASTM A959

 锻造不锈钢统一标准等级成份的指南

 ASTM A276

 不锈钢棒材和型材

 ASTM A240/A240M

 用于制造压力容器和一般用途的铬和铬镍不锈钢钢板,薄板,钢带技术规范

 ASTM A479/A479M

 锅炉和其他压力容器用不锈钢棒和型材的标准规范

 ASTM A403/A403M

 可锻奥氏体不锈钢管件

 ASME SA-240/SA-240M

 承压用铬及铬-镍不锈钢板、薄板和带材

 SAE J405

 SAE锻造不锈钢的化学成分

 Q/RP 007

 不锈钢盘条

 以及与904L近似牌号标准



  、材料供应商列表

公司名称

联系方式

 

公司名称

联系方式

 苏州华旷冶金科技有限公司

 18913797789/0512-53727566

 

 上海三富金属集团有限公司

 13818300616/18601636665

 上海渊钢实业有限公司

 15821295628/021-67898583

 

 安徽富凯特材有限公司

 13736737222

 江苏劲国重工机械有限公司

 15358948669/0510-85308871

 

 江油市龙海特钢有限公司

 15386611087/17780160614

 无锡赢广合金有限公司

 15312290778

 

 无锡宸霄金属材料有限公司

 15365244995

 上海炫纵实业有限公司

 18016339698/021-57620528

 

 江苏德镍金属科技有限公司

 17365312205

 锢烁(上海)金属材料有限公司

 13818382568

 

 上海晟通金属科技有限公司

 18616886059/021-33552688

 浙江帅一金属科技集团有限公司

 18968330699/18606622250

 

 上海感达金属制品有限公司

 17740809676

 江苏富凯永立特材有限公司

 18961861656/15371099389

 

 上海威励金属集团有限公司

 13661845828/13321919596

 江苏钢悦金属科技有限公司

 13771026304/13585018278

 

 上海隆继金属集团有限公司

 15001799713/13916365331

 吉创金属(昆山)有限公司

 15150499129