1. مقدمة
CF8M الفولاذ المقاوم للصدأ هي سبيكة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستينية المصبوب, موحدة تحت ASTM A351, A743, و A744, مع uns unsation j92900.
إنه في الأساس ما يعادل المصبوب 316 الفولاذ المقاوم للصدأ, دمج الموليبدينوم (شهر) في الكروم نيكل (Cr-Nie) مصفوفة لتوفير مقاومة معززة للتآكل الموضعي.
الناشئة في منتصف القرن العشرين إلى جانب زيادة الطلب الصناعي على فعالية التكلفة, مواد مقاومة للتآكل,
أصبح الفولاذ المقاوم للصدأ CF8M مادة مفضلة في التطبيقات التي تنطوي على المعالجة الكيميائية, التعرض البحري, والبيئات من فئة الطعام.
ما يميز CF8M عن بعضها البعض هو قدرته الفريدة على الجمع بين قابلية التلقي مع مقاومة التآكل عالية الأداء والقوة الميكانيكية-لا توجد في كثير من الأحيان موجودة في وقت واحد في سبيكة واحدة.
2. التكوين الكيميائي & البنية المجهرية
يتم التحكم بإحكام التركيب الكيميائي في CF8M لتلبية معايير أداء ميكانيكية ومقاومة للتآكل. يظهر التركيبة الاسمية النموذجية أدناه:
| عنصر | وزن % |
|---|---|
| الكربون (ج) | ≤ 0.08 |
| المنغنيز (MN) | ≤ 1.5 |
| السيليكون (و) | ≤ 2.0 |
| الفسفور (ص) | ≤ 0.04 |
| الكبريت (ق) | ≤ 0.04 |
| الكروم (كر) | 18.0-21.0 |
| النيكل (في) | 9.0-12.0 |
| الموليبدينوم (شهر) | 2.0-3.0 |
| حديد (Fe) | توازن |
من وجهة نظر معدنية, يتميز CF8M الفولاذ المقاوم للصدأ بمصفوفة أوستنيكية بالكامل (هيكل FCC), مما يضمن صلابة ممتازة حتى في درجات الحرارة المبردة.
كمية خاضعة للرقابة من الفريت دلتا (3-10 ٪) غالبًا ما يكون موجودًا في البنية المجهرية لمنع التكسير الساخن أثناء التصلب, خاصة في المسبوكات السميكة.
هذا بنية الطور المزدوج يساهم أيضًا في قابلية اللحام والاستقرار الميكانيكي.
تلعب إضافة الموليبدينوم دورًا رئيسيًا في قمع تشكيل الطور بين الأمواج ويعزز مقاومة التآكل وتآكل الشقوق.
محتوى الكربون المنخفض (≤ 0.08%) يقلل من خطر ترسيب كربيد عند حدود الحبوب, وبالتالي تحسين مقاومة التآكل بين الحبيبية.
3. المعايير & ما يعادل
يتم توحيد CF8M عبر مختلف الرموز العالمية, ضمان قابلية تطبيق السوق:
| معيار | تعيين |
|---|---|
| ASTM | A351/A743/A744 CF8M |
| نحن | J92900 |
| في | 1.4408 (GX5CRNIMO19-11-2) |
| ISO | x5crnimo17-12-2 |
| هو (يقذف) | SCS14 |
إنه يمكن مقارنته بشكل مباشر مع المطاوع 316 الفولاذ المقاوم للصدأ (الولايات المتحدة S31600), على الرغم من أن الإصدار المصبوب قد يكون له محتوى فريت مختلف قليلاً والتحمل الميكانيكي.
4. الخواص الميكانيكية والفيزيائية من الفولاذ المقاوم للصدأ CF8M
| ملكية | قيمة / يتراوح |
|---|---|
| قوة الشد (UTS) | 485-620MPA |
| قوة العائد (0.2% الإزاحة) | 205-275MPa |
| استطالة في الكسر | ≥30 ٪ |
| برينيل صلابة (HB) | 150-200 |
| تشاربي تأثير المتانة (rt) | ≥60J |
| الحد من التعب (10⁷ دورات) | ~ 200mpa |
| كثافة | ~ 7.98g/cm³ |
| الموصلية الحرارية (100 درجة مئوية) | ~ 16W/M · K. |
| التمدد الحراري (20-100 درجة مئوية) | 16.5 × 10⁻⁶/ك |
| سعة حرارة محددة | ~ 500J/kg · k |
| المقاومة الكهربائية (20 درجة مئوية) | ~ 0.74µΩ · م |
| معامل مرن | ~ 193GPA |
| نفاذية المغناطيسية | ~ 1.02 (غير مغناطيسي) |
| نطاق ذوبان | ~ 1370-1400 درجة مئوية |
| الانكماش الخطي (يقذف) | 1.8-2.2 ٪ |
5. مقاومة التآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ CF8M
الفولاذ المقاوم للصدأ CF8M معروف بـ مقاومة التآكل المتميزة, خاصة في غني بالكلوريد, حمض, و البيئات البحرية.
هذا بسبب تكوينه المتوازن بعناية, مشتمل الموليبدينوم (2.0-3.0 ٪),
مما يعزز بشكل كبير تحرض المقاومة و تآكل شق مقاومة, مما يجعلها خيارًا مناسبًا لـ التطبيقات الصناعية الحرجة.
مقاومة التآكل العامة
معارض CF8M مقاومة ممتازة ل التآكل العام في مجموعة متنوعة من البيئات, مشتمل الأحماض المعتدلة و حلول كلوريد.
سبيكة الكروم نماذج المحتوى أ طبقة أكسيد واقية على سطحه, الذي يمنع المزيد من التدهور.
هذا يجعل CF8M مثاليًا للاستخدام في المفاعلات الكيميائية, المبادلات الحرارية, و أنظمة الأنابيب يتعرض ل الأحماض المخففة أو المواد الكيميائية العدوانية.
مقاومة التآكل وتآكل الشقوق
ال رقم ما يعادل مقاومة الحفر (خشب) من CF8M عادة 23-25, مما يشير إلى مقاومته العالية التآكل المترجمة مثل الحفر و تآكل شق في بيئات كلوريد.
عند مقارنتها CF8 (304 يقذف), التي لديها ما يدور حولها 17, يتفوق CF8M في بيئات عدوانية للغاية مثل مياه البحر أو حلول المعالجة الكيميائية.
على سبيل المثال, في اختبارات التعرض لمياه البحر, بقيت مكونات CF8M غير متأثرة الحفر أو تآكل شق للاطلاع على أكثر من ذلك ستة أشهر, بينما CF8 أظهر تآكل كبير في أقل من ثلاثة أشهر.
تصدع الإجهاد (SCC) مقاومة
الفولاذ المقاوم للصدأ CF8M مقاومة متفوقة ل تصدع الإجهاد (SCC), خاصة في البيئات الحاملة للكلوريد, بسبب محتوى الكربون المنخفض ووجود الموليبدينوم.
في حين أن جميع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتيين عرضة لـ SCC, يعمل CF8M أفضل من CF8 (304 يقذف), وهو أكثر عرضة للتكسير تحت الضغط في المحاليل الغنية بالكلوريد.
في الاختبارات التي تعرض فيها CF8M إجهاد الشد العالي و بيئات كلوريد, أظهرت السبائك لا تكسير, بينما CF8 عرضت تصدعًا مرئيًا في غضون أسابيع في ظل ظروف مماثلة.
هذا يجعل CF8M مناسبة للتطبيقات في البيئات البحرية, المعالجة الكيميائية, و أنظمة الأنابيب يتعرض لارتفاع إجهاد الشد.
مقارنة مع سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى
عند مقارنتها CF8 (304 يقذف) و CF3M (316ل يلقي), معارض CF8M مقاومة تآكل متفوقة عبر عوامل مختلفة مثل الحفر, تآكل شق, والتآكل العام.
إضافة الموليبدينوم يزيد من مقاومة CF8M لمقاومة الحفر الناجم عن الكلوريد, توفير أ أكثر موثوقية خيار التعامل مع الصناعات مياه البحر أو التعرض الكيميائي.
هذه مقارنة سريعة:
| ملكية | CF8M | CF8 (304 يقذف) | CF3M (316ل يلقي) |
|---|---|---|---|
| محتوى MO | 2.0-3.0 ٪ | لا أحد | 2.0-3.0 ٪ |
| تحرض المقاومة (خشب) | 23-25 | 17 | 23-25 |
| التآكل العام | ممتاز | معتدل | ممتاز |
| تآكل شق | ممتاز | فقير | ممتاز |
| تصدع الإجهاد | جيد | فقير | جيد |
CF8M تحرض المقاومة, مقاومة التآكل العامة, و الإجهاد تآكل التآكل المقاومة كلها أفضل بشكل ملحوظ من CF8 (304 يقذف), بينما يحافظ على أداء مماثل ل CF3M (316ل يلقي).
هذا يجعلها أ المواد المفضلة في البيئات القاسية حيث مقاومة التآكل هو بارز.
مقاومة الأحماض الحاملة للكبريت
الفولاذ المقاوم للصدأ CF8M مقاوم بشكل خاص حمض الكبريتيك وغيرها الأحماض الحاملة للكبريت.
إن أدائها في هذه البيئات يجعله مناسبًا للغاية تطبيقات المعالجة الكيميائية, مثل المفاعلات و المبادلات الحرارية التعامل حمض الكبريتيك.
على عكس المواد الأخرى, CF8M يقاوم التدهور من حمض الكبريتيك حتى 10% تركيز, ضمان طول العمر وخفض تكاليف الصيانة.
6. ملاءمة الصب لـ CF8M الفولاذ المقاوم للصدأ
عند تحديد الفولاذ المقاوم للصدأ CF8M للمكونات المصبوب, يستفيد المهندسون من مادة تجمع مقاومة تآكل ممتازة مع القابلية القوية.
فيما يلي السمات الرئيسية والعمليات الموصى بها التي تجعل CF8M خيارًا مثاليًا في الصناعات الصعبة.
سمات الملاءمة الرئيسية
سيولة جيدة
أولا وقبل كل شيء, يتدفق CF8M بسهولة إلى قوالب عند سكبهم في 1 550-1 600 درجة مئوية, تحقيق سيولة 250-300 مم (ISO 243).
يدعم هذا المستوى من السيولة أقسام جدار رقيقة وصولاً إلى 4 مم والهندسة المعقدة دون إغلاق البرد.
انكماش معتدل
علاوة على ذلك, CF8M يعرض انكماش خطي يمكن التنبؤ به 1.8-2.2 %, التي يمكن تعويضها بفعالية من خلال بدلات نمط و تصميم الناهض.
عن طريق نمذجة التصلب مع CFD أو الحرارية, يمكن أن تقلل المسابك من مسامية خط الوسط وتحقيق التحمل الضيق الأبعاد.
ميل الساخنة الساخنة
بالإضافة إلى ذلك, السيطرة 3-7 % د - الفريت المحتوى في البنية المجهرية في CF8M يقلل بشكل كبير من تكسير التصلب.
نتيجة ل, حتى في الأقسام ذات التغييرات المتقاطعة المفاجئة, تقاوم السبائك الدموع الساخنة وتحافظ على النزاهة.
اللحام القابل للإعجاب
مقبلة CF8M الفولاذ المقاوم للصدأ تقبل المعيار 316/316ل المعادن حشو وتفاخر قابلية لحام ممتازة, بفضل هيكلها المنخفض الكربون والفريت المتوازن.
حل ما بعد الحل الصلصة يعيد المزيد من مقاومة التآكل, ضمان إصلاحات دائمة.
القدرة على التكيف مع علاج الحرارة
أخيراً, CF8M يستجيب جيدا الحل الصلب (1 040-1 100 درجة مئوية) والتخفيف السريع.
علاجات الإجهاد - الرغبة في 650-750 درجة مئوية يمكن أيضًا تقليل الضغوط المتبقية دون المساس بالسلبية, منح المصممين مرونة في معالجة مجرى النهر.
طرق صب مناسبة للفولاذ المقاوم للصدأ CF8M
| طريقة | استخدام الحالة | المزايا | الانتهاء من السطح | دقة الأبعاد | اعتبارات |
|---|---|---|---|---|---|
| صب الرمال | مضخة كبيرة, جثث الصمام | التكلفة فعالة للثقيلة, أجزاء كبيرة; هندسة العفن المرنة | RA 6-12µm | ± 0.5 ٪ خطي | يتطلب جودة الرمال جيدة وتصميم الناهض للتحكم في المسامية |
| صب قذيفة | قطع الغيار المتوسطة, مكونات عالية القيمة | التفاصيل الدقيقة, الانتهاء من السطح متفوقة; القالب الصلب يقلل من التشويه | RA 3-6µm | ± 0.3 ٪ خطي | تكلفة أدوات أعلى; الأفضل لأحجام معتدلة |
| صب الاستثمار | صغير, الأشكال المعقدة (مدافع, التركيبات) | تفاصيل ممتازة وإنهاء; الحد الأدنى من الآلات | ر < 3 ميكرون | ± 0.1mm | أعلى تكلفة لكل جزء; يقتصر على المسبوكات الأصغر |
| الطرد المركزي الصب | أجزاء أسطواني (الأنابيب, البطانات, الدوارات) | الكثافة المحسنة, قوة الاتجاه, الحد الأدنى من المسامية | RA 6-10µm | ± 0.4 ٪ خطي | يتطلب معدات متخصصة; هندسة تقتصر على المحور |
7. لحام & المعالجة الحرارية من الفولاذ المقاوم للصدأ CF8M
CF8M قابل لحام بسهولة باستخدام العمليات التقليدية مثل GTAW (تيغ), SMAW (يلزق), و GMAW (أنا).
عادة ما ينصح عادة المعادن الحشو مثل ER316L أو E316L-16 للحفاظ على مقاومة التآكل عبر منطقة اللحام.
لكن, يجب توخي الحذر فيما يتعلق بمدخلات الحرارة.
يمكن أن تؤدي الحرارة المفرطة إلى التوعية - تكوين كروم الكروم في حدود الحبوب - مما يعرض مقاومة التآكل. للتخفيف من هذا:
- غالبًا ما يتم تنفيذ حل محلول ما بعد الدفعة عند 1040-1120 درجة مئوية, تليها التبريد السريع.
- تجنب التبريد البطيء في نطاق 600-850 درجة مئوية لمنع تكوين طور سيجما.
للتطبيقات الحرجة, يمكن إجراء علاجات تخفيف الإجهاد عند 650 درجة مئوية تقريبًا لمدة 1-2 ساعات, خاصة للتخفيف من الضغوط المتبقية من الآلات أو اللحام.
8. التطبيقات الرئيسية
مقاومة التآكل CF8M, القوة الميكانيكية, والقابلية للاستمتاع تجعلها مثالية للتطبيقات عبر الصناعات المتنوعة:
- المعالجة الكيميائية: المفاعلات, الدبابات, الشفاه, مضخات
- زيت & الغاز: صمامات تحت سطح البحر, فواصل, والموصلات
- البحرية: مهاوي, مدافع, أنظمة أنابيب مياه البحر
- طعام & فارما: صمامات معقمة, تجهيزات الأنابيب, خلط الشفرات
- توليد الطاقة: التوربينات, المكثفات, حقن الوقود
9. مقارنة مع المواد البديلة
يستخدم CF8M الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع بسبب توازنه في مقاومة التآكل, الخصائص الميكانيكية, والقابلية.
لكن, في اختيار المواد, من الضروري مقارنة CF8M مقابل درجات المصبوب البديلة الفولاذ المقاوم للصدأ والمكافئات المطاورة لتحديد مدى ملاءمة لبيئات الخدمة المحددة.
هذه نظرة عامة مقارنة:
| ملكية / ميزة | CF8M (يقذف 316) | CF8 (يقذف 304) | CF3M (LOW-C 316L) | CF8C (استقر 347 نوع) | مسنن 316 / 316ل ss |
|---|---|---|---|---|---|
| تشكيلات التكوين | كر 18%, في 9%, مو 2-3 ٪ | كر 18%, في 8% | كر 18%, في 9%, مو 2-3 ٪, ج ≤ 0.03% | كر 18%, في 10%, NB-Stabilized | على غرار CF8M / CF3M |
| مقاومة التآكل (خشب) | ~ 25 (معتدلة إلى عالية) | ~ 19-20 (أدنى) | ~ 25-26 (عالي, خاصة في اللحامات) | ~ 20-21 | 25-26 (المطاوع لديه المزيد من الحبوب الموحدة) |
| مقاومة الكلوريد | جيد | عدل | جيد جدًا | عادلة إلى الخير | ممتاز في الصف L. |
| قابلية اللحام | ممتاز | ممتاز | أرقى (انخفاض خطر التوعية) | ممتاز (بسبب تثبيت NB) | ممتاز |
| مقاومة التكسير الساخنة | جيد (مع الفريت الخاضعة للرقابة) | معتدل | أحسن (أقل ج, المزيد من الفريت) | جيد جدًا | جيد جدًا |
| قوة الشد (MPA) | ~ 485-585 | ~ 450-550 | ~ 450-550 | ~ 500-600 | ~ 500-620 |
استطالة (%) |
~ 30-35 | ~ 30-40 | ~ 35-40 | ~ 30-35 | ~ 40-50 |
| زحف & استقرار عالي الإعداد | معتدلة حتى 600 درجة مئوية | معتدل | أدنى (قوة زحف محدودة) | أرقى (NB يستقر نمو الحبوب) | أفضل من الدرجات المصبوب (على العموم) |
| قابلية القابلية | ممتاز | ممتاز | جيد (انخفاض C قد يقلل من السيولة) | معتدل | لا ينطبق |
| القابلية للآلات | عادلة إلى الخير | جيد | عدل | عدل | جيد |
| التطبيقات النموذجية | الصمامات, مضخات, المسبوكات البحرية | المعماري, المعدات العامة | الأجزاء الحيوية/الأدوية, سفن منخفضة الإيقاع | البتروكيماويات, الخدمات العالية | أوعية الضغط, الأنابيب الهيكلية |
| يكلف | معتدل | أدنى | أعلى قليلا | أعلى | أعلى (تكلفة المعالجة المطاوع) |
الوجبات الرئيسية
- CF8M مقابل. CF8: يوفر CF8M مقاومة تآكل أفضل بسبب الموليبدينوم ولكنه أغلى قليلاً. مثالي للبحرية, جودة الطعام, وتطبيقات العملية الكيميائية.
- CF8M مقابل. CF3M: CF3M لديه قابلية لحام أفضل وتقليل خطر التوعية, مما يجعلها مفضلة في البيئات المتآكلة للغاية والهياكل الملحومة, مثل الأوعية الصيدلانية.
- CF8M مقابل. CF8C: CF8C متفوق على تطبيقات درجة الحرارة المرتفعة, بفضل تثبيت النيوبيوم الذي يعزز قوة الزحف.
- CF8M مقابل. مسنن 316/316ل: توفر المواد المطاورة ليونة أفضل وإنهاء السطح, لكن CF8M يوفر مرونة في التصميم للكبير, مكونات معقدة.
10. خاتمة
في ملخص, الفولاذ المقاوم للصدأ CF8M هو سبيكة مصبوب عالية الأداء مصممة لاستخدامها في بيئات تآكل وتطلب ميكانيكيا.
كيمياء CR-Ni-Mo المحسنة, بنية مجهرية أوستنيكية متوازنة, وقابلية الاستلقاء الممتازة تجعلها مادة موثوقة في الصناعات التي تتراوح من النفط والغاز إلى الأدوية.
سواء تم نشرها في الظروف البحرية العدوانية أو بيئات معالجة الأطعمة المعقمة, يوفر CF8M باستمرار موثوقًا به, أداء طويل الأجل.
يظل CF8M بمثابة معيار في هذا المجال للمهندسين وأطباء المعادن الذين يبحثون عن حل فعال من حيث التكلفة مع مقاومة متميزة للتآكل والضغط الميكانيكي.
لانجهي هو الخيار الأمثل لاحتياجات التصنيع الخاصة بك إذا كنت بحاجة إلى جودة عالية مصبوبات الفولاذ المقاوم للصدأ.
