Legierung 31 vs. 904L: 6Mo Superaustenitisch mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit in stark oxidierenden Säuren

Legierung 31 (UNS N08031)ist ein leistungsstärkerer 6Mo-Super--Edelstahl, der 904L (UNS N08904) in stark oxidierenden Säuren (insbesondere Salpetersäure und aggressiven gemischten Säuren) und im Chlorid-Lochfraß-/Spaltbetrieb übertrifft, weil er mehr Chrom (26-28 gegenüber 19–23 Prozent), mehr Molybdän (6–7 gegenüber 4–5 Prozent) und zugesetzten Stickstoff enthält – was ihn ausmacht ein PREN von etwa 48-52 gegenüber 33-36 bei 904L.

Fazit für die Budgetierung: Legierung 31 kostet ungefähr 1,6 bis 2,5 Mal mehr als 904L pro Kilogramm, ist aber die richtige, oft lebensrettende Aufrüstung überall dort, wo stark oxidierende Säure, heiße konzentrierte Phosphorsäure oder starke Chlorid-Spaltkorrosion 904L ausschließt. Für milde Schwefelsäure und mäßige Chloridbelastung bleibt 904L die kostengünstige Wahl.

Was sind Alloy 31 und 904L und wie unterscheiden sie sich?

Bei beiden handelt es sich um superaustenitische Edelstähle mit hohem Nickel{0}}-Gehalt, aber Alloy 31 ist eine neuere 6Mo+N-Qualität mit etwa 31 Prozent Ni, 27 Prozent Cr, 6,5 Prozent Mo, 1,2 Prozent Cu und 0,2 Prozent N, während 904L eine ältere 4-5Mo-Qualität mit etwa 25 Prozent Ni, 21 Prozent Cr und 1,5 Prozent Cu ist Zusätzliches Cr, Mo und N verleihen Alloy 31 seinen Vorteil.

Legierung 31:6,5 Prozent Mo plus 0,2 Prozent N plus hoher Cr-Gehalt sind das Korrosionspaket „6Mo+N“.

904L: Weniger Mo und fast kein Stickstoff schränken die Widerstandsfähigkeit gegenüber Oxidations- und Chloridangriffen ein.

Warum widersteht Alloy 31 starken oxidierenden Säuren besser als 904L?

Alloy 31 widersteht starken oxidierenden Säuren (insbesondere Salpetersäure) besser, da sein sehr hoher Chromgehalt (26-28 Prozent) plus Stickstoff einen zähen passiven Film unter oxidierenden Bedingungen stabilisieren, während der geringere Chromgehalt und der Mangel an Stickstoff bei 904L einen schwächeren, weniger stabilen Film in derselben Säure ergeben.

Oxidierende Säuren (z. B. Salpetersäure) greifen an, indem sie den passiven Oxidfilm zerstören; die Legierung muss es kontinuierlich um-umformen. Chrom und Stickstoff sind die Elemente, die diesen Film stärken:

Chrom:Ein hoher Cr-Gehalt ergibt einen dichten, haftenden Film auf Cr2O3-Basis, der oxidierenden Angriffen widersteht.

Stickstoff:N (0,2 Prozent) stabilisiert den Austenit weiter und erhöht die Lochfraßbeständigkeit.

Molybdän:Mo erhöht die Widerstandsfähigkeit gegen lokale Angriffe (Lochfraß/Spaltbildung), selbst in oxidierenden Mischungen.

904L-Grenze:904L hat etwa 21 % Cr und nahezu -null N und kann mit dieser Filmstabilität in starken Oxidationsmitteln einfach nicht mithalten.

Wie groß ist die PREN-Lücke (Pitting Resistance Equivalent)?

Der PREN-Wert von Alloy 31 beträgt etwa 48-52 im Vergleich zu 904L 33-36 -, was einem etwa 40-50 Prozent höheren Lochfraßwiderstandsindex entspricht – weshalb Alloy 31 weitaus stärkere Chlorid- und Oxidationsumgebungen toleriert, bevor Lochfraß oder Spaltkorrosion einsetzt.

PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N. Höher ist besser. Die Tabelle zeigt, dass Alloy 31 in der Spitzenklasse liegt, was austenitischer Edelstahl erreichen kann, deutlich über 904L und in vielen Bereichen sogar über 254SMO.

Wie vergleichen sie sich mit Salpetersäure (einer stark oxidierenden Säure)?

In Salpetersäure übertrifft Alloy 31 904L deutlich. - 904L ist keine Salpetersäure-Legierung (es kann bereits bei mäßiger Konzentration/Temperatur angegriffen werden), während Alloy 31 aufgrund seines hohen Chrom- und Stickstoffgehalts weitaus besser gegen konzentrierte Salpetersäure beständig ist.

Der entscheidende Punkt: Wenn der Prozessstrom oxidierend ist (Salpetersäure, Nitrierung, gemischte Säure mit Oxidationsmittel), sollte 904L vermieden und Legierung 31 (oder eine Legierung mit höherem Nickelgehalt) spezifiziert werden. Überprüfen Sie die genaue Konzentration und Temperatur immer anhand der Isokorrosionstabelle der Legierung.

Wie vergleichen sie sich in Phosphorsäure?

Beide widerstehen Phosphorsäure gut, aber Legierung 31 gewinnt bei höheren Temperaturen und in unreiner („Nassprozess“) Phosphorsäure, die Fluoride und Chloride enthält, wo 904L marginal ist; Für reine, verdünnte-bis-mäßige Phosphorsäure bei mäßiger Temperatur ist 904L normalerweise ausreichend und billiger.

Heißes / unreines H3PO4:Legierung 31 bleibt in heißer, unreiner Phosphorsäure (z. B. 50–85 Prozent bei 100–150 °C) korrosionsbeständig, während 904L 0,5 mm/Jahr überschreiten kann.

Mäßiges H3PO4:904L verarbeitet reine Phosphorsäure bis zu etwa 30–40 Prozent bei mäßiger Temperatur wirtschaftlich.

Praktischer Hinweis: In Phosphatdüngeranlagen werden zunehmend Alloy 31 oder ähnliche 6Mo+N-Typen für die aggressivsten Verdampfer- und Säurebehandlungsabschnitte verwendet, während 904L die milderen Bereiche abdeckt.

Wie vergleichen sie sich in Schwefelsäure?

Bei Schwefelsäure überlappen sich die beiden im verdünnten bis mäßigen Bereich, aber 904L (mit 1,5 Prozent Cu) ist bei niedrigeren Konzentrationen klassischerweise die bekanntere Schwefelsäurelegierung, während Legierung 31 den Einsatz auf Mischsäuren mit höherer Temperatur und stärkerer Oxidationskraft ausdehnt. Keines davon entspricht Alloy 20 oder C276 im aggressiven Schwefelbetrieb.

Regel: Für reine Schwefelsäure ist 904L die Wertwahl im Verdünnungsfenster; Für Schwefelsäure mit oxidierenden Verunreinigungen oder höheren Temperaturen wechseln Sie zu Alloy 31 und für den aggressivsten Schwefelbetrieb verwenden Sie Alloy 20 oder Hastelloy C276.

Wie schneiden sie im Vergleich zu Chlorid-Lochfraß und Spaltkorrosion ab?

Legierung 31 ist erheblich widerstandsfähiger gegen Lochfraß und Spaltkorrosion durch Chlorid als 904L - sein PREN von ~50 gegenüber ~34 bedeutet, dass es viel höhere Chloridkonzentrationen, Temperaturen und Spalthärten toleriert, was es zur sichereren Wahl für Meerwasser- und Brackwasseranwendungen macht.

904L: 904L weist nur eine grenzwertige Meerwasserbeständigkeit auf und wird im Allgemeinen nicht für stehendes oder warmes Meerwasser empfohlen.

Legierung 31:Legierung 31 verträgt Meerwasser, Entsalzung und Brackwasser weitaus besser und widersteht Spaltangriffen bei höheren Temperaturen.

Sweetspot:Für den Einsatz im kritischen Meerwasser erreicht Alloy 31 die Beständigkeit von 6Mo-Qualitäten wie 254SMO und einigen Nickellegierungen, ist jedoch kostengünstiger als C276.

Wie sind Festigkeit, Temperatur und Schweißbarkeit im Vergleich?

Basisfüller -, aber die höhere Legierung von Alloy 31 macht eine Reinigung nach dem Schweißen und eine kontrollierte Wärmezufuhr wichtiger, um die Korrosionsbeständigkeit aufrechtzuerhalten.

Beide sind vollständig austenitisch, behalten also auch bei niedrigen Temperaturen ihre Zähigkeit und müssen nicht vorgewärmt werden. Zwischenlagen sollten kontrolliert und die Schweißnahtwärme-gereinigt werden, insbesondere bei Legierung 31 im oxidierenden Einsatz.

Wie wirkt sich der Preis auf die Wahl aus?

Legierung 31 kostet ungefähr das 1,6- bis 2,5-fache von 904L pro Kilogramm und sollte daher nur dort angegeben werden, wo ihr zusätzliches Chrom, Molybdän und Stickstoff tatsächlich benötigt werden. 904L bleibt die preiswerte Wahl für mildere Säure- und mäßige Chloridbelastungen.

Entscheidungsregel: Wenn 904L die Korrosionsgrenze mit Spielraum erreicht, verwenden Sie es und speichern Sie es; Wenn der Strom oxidierend, heißer/unreiner Phosphor oder starker Chloridgehalt ist, ist die Alloy 31-Prämie eine günstige Versicherung gegen Ausfälle.

Welche Normen und Produktformen gelten?

Legierung 31 wird von ASTM B625 (Blech), B649 (Stab), B619/B622 (Rohr/Rohr) und B366 (Fittings) mit ASME SB-Äquivalenten abgedeckt; 904L verwendet die gleichen ASTM-Familien (B625/B649/B677/B673/B366). - Wählen Sie die Form aus, die zum Design passt, und bestätigen Sie N08031 / N08904 UNS auf dem MTC.

Was sind typische Anwendungen?

Legierung 31 ist für die aggressivsten chemischen Anwendungen - stark oxidierende Säureanlagen, heiße unreine Phosphorsäure und starke Chloridanwendungen - konzipiert, während 904L die milderen Säuren und moderate Marine-/Zellstoffanwendungen abdeckt, bei denen die geringeren Kosten gerechtfertigt sind.

Häufig gestellte Fragen

Alloy 31 ist weitaus besser. Seine 26-28 Prozent Chrom und 0,2 Prozent Stickstoff stabilisieren einen zähen passiven Film in oxidierenden Säuren wie Salpetersäure, während 904L aufgrund seines geringeren Chromgehalts und seines nahezu -Null-Stickstoffs anfällig ist; 904L ist keine Salpetersäurelegierung.

Wie viel korrosionsbeständiger ist Alloy 31 im Vergleich zu 904L?

Gemessen durch PREN hat Alloy 31 einen Wert von etwa 48-52 im Vergleich zu einer etwa 40-50 Prozent höheren Lochfraßbeständigkeit von 904L 33-36 - – es verträgt also weitaus strengere Chlorid- und Oxidationsbedingungen.

Ist Alloy 31 im Meerwasser besser als 904L?

Ja. 904L hat nur eine grenzwertige Meerwasserbeständigkeit und wird nicht für stehendes oder warmes Meerwasser empfohlen, während Alloy 31 (PREN ~50) Meerwasser und Spaltkorrosion viel besser widersteht.

Wie viel teurer ist Alloy 31 als 904L?

Etwa das 1,6- bis 2,5-fache der Materialkosten pro Kilogramm; Es ist nur dann gerechtfertigt, wenn zusätzliches Chrom, Molybdän und Stickstoff benötigt werden.

Lässt sich Alloy 31 genauso leicht schweißen wie 904L?

Beide lassen sich gut mit passendem Füllmaterial oder Füllmaterial auf Nickel--Basis (Familie ERNiCrMo-7 / ERNiCrMo{5}}3) verschweißen. Legierung 31 erfordert eine sorgfältige Kontrolle der Wärmezufuhr und eine Reinigung der Schweißnahtwärme, um ihre Korrosionsbeständigkeit zu bewahren.

Wann sollte ich noch 904L anstelle von Alloy 31 verwenden?

Für verdünnte Schwefelsäure, reine Phosphorsäure mit mittlerer{0}}Temperatur und moderaten Chlorideinsatz, wenn die geringeren Kosten von 904L gerechtfertigt sind und seine Korrosionsgrenze nicht überschritten wird.