AL-6XNプレートの材質とは何ですか？

導入

AL-6XN鋼板スーパー-オーステナイト系ステンレス鋼です。

「AL-6XN」という名前は、その主要な特徴に由来しています。Al は合金、6 は 6% モリブデン、XN は追加の窒素を意味します。この合金の正式名称は UNS N08367 で、INCOLOY® 25-6HN や 6Mo などの名前でも販売されています。 AL-6XN は ATI Properties, LLC の登録商標ですが、多くの工場が UNS N08367 の指定に基づいて同等の材料を生産しています。

AL-6XNプレートの化学成分

データソース: Wikipedia、腐食ペディア、撫順特殊鋼、Lork Alloy

AL-6XN の化学的性質の最も重要な特徴は、高モリブデン (6%) と窒素 (0.2%) の組み合わせです。 PREN は、次の式を使用して計算されます: PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N。 AL-6XN の場合、PREN は約 45 で、これは標準の 316L ステンレス鋼のほぼ 2 倍です。

AL-6XNプレートの機械的性質

AL-6XN は耐腐食性があるだけでなく、-非常に丈夫です。窒素含有量により、一般的なオーステナイト系ステンレス鋼よりも高い引張強さを持ちながら、優れた延性と衝撃靱性を保持しています。

機械的性質（室温、焼きなまし状態）

データソース: Lork Alloy、SeaTher Technology、TJC Steel

AL-6XN は 316L と比較してどれくらい強度がありますか?

AL-6XN の ASME 許容応力は、316L ステンレス鋼よりも最大 75% 高くなります。

厚さ 10mm の 316L プレートを必要とする圧力容器では、同じ圧力を処理するには厚さ 6mm の AL-6XN プレートのみが必要な場合があります。キログラムあたりの材料コストは高くなる可能性がありますが、使用される材料の総重量と体積は大幅に少なくなる可能性があります。

AL-6XN の強度の利点を理解するもう 1 つの方法: AL-6XN は、高い延性と衝撃強度を維持しながら、標準のステンレス鋼よりも約 50% 強度が高くなります。

AL-6XNプレートの物性

物理的特性は、密度、融点、熱や電気に対する反応など、外力がかからない場合に材料がどのように動作するかを表します。{0}

最高使用温度: AL-6XN は、ASME コード規則に基づき、約 800 度 F (427 度) まで連続使用できます。これは他の多くのスーパーオーステナイトグレードよりも大幅に高いため、AL-6XN は熱交換器や高温流体を扱うプロセス装置などの高温用途に適しています。{6}

磁気特性: AL-6XN は、304 および 316 ステンレス鋼と同様、焼きなまし状態では非磁性です。このため、敏感な電子機器や医療機器など、磁気干渉を回避する必要がある用途に適しています。

AL-6XNプレートの耐食性

ここがAL-6XNの真価を発揮するところです。この合金はもともと海水用途向けに設計されており、地球上で最も腐食性の高い環境で 25 年以上使用されていることが実証されています。

AL-6XN が耐食性に優れている理由は何ですか?

AL-6XN を保護するには、次の 3 つの要素が連携して機能します。

クロム (20 ～ 22%) は、表面に目に見えない薄い酸化物層を形成し、錆や全体的な腐食を防ぎます。この層は自己修復性があり、傷がついた場合でも酸素の存在下ですぐに再形成されます。-

モリブデン (6 ～ 7%) は塩化物と戦う鍵となります。塩化物イオンが保護酸化物層に侵入するのを防ぐ化学バリアを形成します。モリブデンがないと、塩化物が突き抜けて孔食が始まる可能性があります。

窒素 (0.18 ～ 0.25%) は保護層をさらに強化し、材料の孔食や隙間腐食に対する耐性をさらに高めます。

AL-6XN 耐食性の種類

孔食により小さな穴が生じ、それが成長して最終的にはパイプやタンクの壁を貫通する可能性があります。 AL-6XN の PREN が約 45 であることは、孔食が始まる前に 316L よりもはるかに高い塩化物濃度と温度に耐えられることを意味します。たとえば、塩化物を含む熱酢酸の研究では、316L ではわずか 3 ppm の塩化物で孔食が発生し始めましたが、AL-6XN では 9 ppm (塩化物耐性の 3 倍) が必要でした。

隙間腐食は、ガスケットの下やボルトで締められたフランジの間など、流体が閉じ込められる狭い空間で発生します。 AL-6XN はモリブデンと窒素の含有量が高いため、停滞した海水の中でも隙間攻撃に対して優れた耐性を発揮します。

応力腐食割れ (SCC) は、引張応力と腐食環境が組み合わさったときに発生します。塩化物は、標準的なステンレス鋼における SCC の一般的な原因です。 AL-6XN はニッケル含有量が高い (24%) ため、塩化物応力腐食割れに対する実質的な耐性が得られます。つまり、304 や 316 が故障する塩化ナトリウム環境下でも割れません。

AL-6XN板材のメリット

耐塩化物性に優れています。 AL-6XN は、316L では数か月以内に破損する海水、塩水、その他の塩化物が豊富な環境での孔食、隙間腐食、応力腐食割れに耐性があります。

高い強度。 ASME 許容応力が 316L よりも最大 75% 高い AL-6XN を使用すると、エンジニアは安全性や耐久性を犠牲にすることなく、より軽量でより薄い機器を設計できます。

-コスト効率の高いニッケル合金の代替品。 AL-6XN は 316L よりも高価ですが、C-276 などの高ニッケル合金よりも大幅に安価であり、多くの環境で同等の耐食性を備えています。

溶接性に優れています。 AL-6XN は標準的な技術を使用して溶接できますが、耐食性を維持するには適切な手順に従う必要があります。

確かな実績。 AL-6XN は、海水やその他の過酷な環境で 25 年以上の実績を誇る、信頼と実績のある素材です。

成形性が良い。 AL-6XN は、標準的な方法を使用して曲げ、圧延、成形できますが、標準のオーステナイト系ステンレス鋼と比較して強度が高いため、より大きな力が必要になります。

広い温度範囲。 AL-6XN は極低温から 800 度 F (427 度) まで優れた性能を発揮し、ほとんどの工業プロセス要件をカバーします。

AL-6XNプレートの産業用途

AL-6XN プレートは、耐食性と強度の両方が重要な産業で使用されます。以下は最も一般的なアプリケーションです。

海水および海洋用途

AL-6XN はもともと海水用に開発されました。以下の分野で広く使用されています。

海水熱交換器および凝縮器

海洋石油およびガスプラットフォームの配管システム

船舶およびリグの消火システム

高塩化物塩水を扱う淡水化プラントの設備、ポンプ、配管

化学処理

化学工場では、標準的なステンレス鋼を破壊する攻撃的な液体を扱います。 AL-6XN プレートは次の用途に使用されます。

プロセスタンク、容器、パイプライン

腐食性化学薬品を扱う熱交換器

蒸留塔およびトール油蒸留装置

塩化物、酸化性の酸、混酸環境を扱う装置

排煙脱硫 (FGD) システム

発電所や産業施設では、FGD システムを使用して排気ガスから二酸化硫黄を除去します。スクラバーのスラリーは腐食性が高く、高温では塩化物や酸が含まれます。 AL-6XN プレートは次の用途に使用されます。

FGD 吸収塔とダクト

再熱器および給水配管

スプレーノズルと内部コンポーネント

紙パルプ産業

漂白工場では、パルプを白くするために二酸化塩素やその他の強力な化学物質が使用されます。 AL-6XN プレートは次の場所にあります。

フィルターウォッシャー、バット、プレスロール

二酸化塩素漂白装置

漂白剤植物液を扱うパイプライン

医薬品およびバイオ医薬品の製造

バイオ医薬品産業では、耐腐食性と製品の純度を維持する材料が必要です。 AL-6XN プレートは次の用途に使用されます。

発酵槽とバイオリアクター容器

製薬プロセスタンクおよび配管

滅菌設備

食品加工

食品であっても驚くほど腐食性がある場合があります。たとえば、トマトジュースは 210 度 F (100 度) の低温殺菌温度で 316L ステンレス鋼を腐食します。 AL-6XN は、ステンレス鋼の有益な特性を提供しながら、この腐食に耐えます。

発電

原子力発電所および化石発電所の復水器チューブ

海水や汽水を扱う用水配管

給水加熱器および熱交換器

AL-6XNプレートの規格・仕様

AL-6XN (UNS N08367) は、多数の国際規格でカバーされています。 AL-6XN プレートを購入する場合は、必ずアプリケーションの関連仕様への準拠を確認するミル テスト証明書 (MTC) を要求してください。

データ ソース: ASTM 仕様、ネオニッケル、HiteAlloy

AL-6XN で利用できる一般的な製品形式には、シート、プレート、コイル、バー、シームレスおよび溶接パイプ、チューブ、フランジ、継手、鍛造品などがあります。プレートの厚さは通常 0.5 mm ～ 100 mm の範囲で、幅は最大 3000 mm、長さは最大 12000 mm です。

AL-6XNプレートの製作と溶接

溶接：AL-6XNは溶接性が良好です。 TIG（GTAW）、MIG（GMAW）、SMAWなどの標準プロセスを使用して溶接できます。合金中の窒素含有量は溶接部を安定させ、耐食性を維持するのに役立ちます。

ただし、最適な結果を得るには、認定された溶接手順を使用することをお勧めします。最高のパフォーマンスを得るには、適合する溶加材 (ERNiCrMo-3 や ERNiCrMo-10 など) を使用してください。通常、ほとんどの用途では溶接後の熱処理は必要ありませんが、応力除去は重い部分には有益な場合があります。

形にする：AL-6XN は、標準的な方法を使用して、曲げ、圧延、またはプレスによって冷間成形できます。ただし、合金は標準のステンレス鋼よりも強度が高いため、変形するにはより大きな力が必要です。亀裂が生じる可能性があるため、鋭利な雄型を曲げることは避けてください。厳しい冷間成形の後は、機械的特性と腐食特性を回復するために、応力除去または完全な焼きなましとそれに続く水焼入れを行うことをお勧めします。

加工:AL-6XN 加工-は標準のオーステナイト系ステンレス鋼よりも早く硬化します。最良の結果を得るには、鋭利な切削工具、堅固なセットアップ、および適切な冷却剤を使用してください。低い切削速度とポジティブすくい角を推奨します。焼きなまし状態では、被削性は他の高モリブデンオーステナイトステンレス鋼と同様です。

熱処理:AL-6XN は通常、溶体化処理された状態で供給されます。標準的な焼きなまし温度は約 2050 °F (1120 度) で、その後、望ましくない相の析出を防ぎ、耐食性を維持するために急冷 (水冷) されます。

結論

AL-6XN プレート材料は、塩化物腐食の問題を解決するために特別に設計されたスーパーオーステナイト系ステンレス鋼です。約 24% のニッケル、20% のクロム、6% のモリブデンを窒素強化と組み合わせることで、次のような特性のユニークな組み合わせが得られます。

海水やその他の塩化物が豊富な環境での孔食、隙間腐食、応力腐食割れに対する優れた耐性。-

ASME 許容応力が 316L よりも最大 75% 高い高強度。

加工性が良く、溶接性、成形性に優れています。

C-276 などの高価なニッケルベース合金に代わる、費用対効果の高い代替品です。{0}{1}

極低温から 800 度 F (427 度) までの幅広い温度範囲。

海水冷却システム、化学処理容器、排煙脱硫装置、医薬品バイオリアクターなどの用途に関係なく、AL-6XN は長期使用に必要な耐食性と機械的強度を備えています。

AL-6XN を指定する場合は、材料が適切な ASTM または ASME 規格 (ASTM B688 または ASME SA-240 など) を満たしていることを必ず確認し、トレーサビリティのための完全なミル テスト証明書を要求してください。

のために詳細な見積もりまたは、AL-6XN がお客様のプロジェクトに適しているかどうかについては、お客様の具体的な要件を添えて当社の技術営業チームにお問い合わせください。