ASTM A743 CA6NM je martenzita nerez Hlavní třída speciálně vytvořená tak, aby poskytovala vysokou sílu, odolnost proti korozi, a houževnatost v těžkých servisních prostředích.
Se svým 12–14% chromem a 3–4% složením niklu, CA6NM dosahuje vyvážené mikrostruktury, která nabízí vynikající odolnost vůči kavitaci, eroze, a pitting při zachování vynikající svařovatelnosti ve srovnání s jinými martenzitickými nerezovými oceli.
Tato slitina se stala materiálem volby pro běžce hydroturbinu, Oběžné kol, Komponenty platformy na moři, a tělesa ventilu, kde je povinná kombinace strukturální spolehlivosti a odolnosti k životnímu prostředí.
1. Co je ASTM A743 CA6NM?
ASTM A743 CA6NM je a Martensitická nerezová ocel obsazení stupeň Navrženo pro služby v prostředích vyžadující vysokou mechanickou pevnost, dobrá houževnatost, a střední až vysoká odolnost proti korozi.
„CA“ označuje slitinu odolnou proti korozi ve standardech obsazení ASTM, „6“ odkazuje na sérii slitin, a „nm“ označuje přítomnost nikl a molybden Pro zvýšenou odolnost proti korozi.
Je široce uznáván za své Rovnováha majitelnosti, svařovatelnost, a odolnost vůči degradaci životního prostředí, učinit z něj jedinečný mezi martenzitickými známkami.
2. Chemické složení CA6NM
CA6NM je a 12% Chromium, 4% nikl, 0.5% molybdenum martenzitická nerezová ocel vyvinuté pro kombinování pevnost, houževnatost, a odolnost proti korozi v jednolitáře s jedinou lití.
Jeho složení je pevně kontrolováno pod ASTM A743/A743M zajistit konzistentní metalurgický výkon.
Typické limity chemického složení (% po váze):
| Živel | Rozsah specifikace (%) | Funkční role |
| Uhlík (C) | ≤ 0.06 | Nízký uhlík minimalizuje srážení karbidu, Zvyšování houževnatosti a svařovatelnosti. |
| Mangan (Mn) | ≤ 1.00 | Zlepšuje horké pracovní charakteristiky a deoxidaci během tání. |
| Křemík (A) | ≤ 1.00 | Působí jako deoxidizer; Nadměrná množství může snížit houževnatost. |
| Chromium (Cr) | 11.5 - 14.0 | Primární prvek pro pasivaci a odolnost proti korozi. |
| Nikl (V) | 3.50 - 4.50 | Stabilizuje martenzitu, Zlepšuje houževnatost, a zvyšuje odolnost vůči praskání koroze stresu. |
| Molybden (Mo) | 0.40 - 1.00 | Zvyšuje odolnost proti důchodu, zejména v prostředí obsahující chlorid. |
| Fosfor (Str) | ≤ 0.04 | Udržováno nízké, aby se zabránilo oslovování. |
| Síra (S) | ≤ 0.03 | Nízká hladiny udržují odolnost proti houževnatosti a korozi. |
| Železo (Fe) | Váhy | Maticový prvek poskytující strukturální sílu. |
3. Mechanický & Fyzikální vlastnosti CA6NM
CA6NM je navržen tak, aby dodal a Vyvážená kombinace síly, tažnost, a houževnatost zlomeniny, I ve velkých odlitcích sekcí.
Jeho vlastnosti jsou výsledkem jeho 12CR - 4NI - MO MARTENITICKÁ SLOŽENÍ v kombinaci s kontrolované tepelné zpracování.
Typické mechanické vlastnosti
(Hodnoty na požadavky ASTM A743/A743M; Skutečné výsledky závisí na velikosti sekce, tepelné zpracování, a orientace testu)
| Vlastnictví | Typická hodnota | Testovací podmínka |
| Pevnost v tahu (Rm) | 655–795 MPa (95–115 KSI) | Pokojová teplota, temperovaný martensite |
| Výnosová síla (RP0.2) | ≥ 450 MPA (65 KSI) | Stejné jako výše |
| Prodloužení | ≥ 15% | Délka měřidla = 50 mm |
| Snížení plochy | ≥ 35% | Pokojová teplota |
| Charpy V-Notch Impact Energy | 40–80 J při –46 ° C (–50 ° F.) | Podélný směr |
| Tvrdost | 207–255 HB (cca. 22–26 HRC) | Po temperování |
| Touhavost zlomenin (K_ic) | ~ 110–130 MPa · √m | Pokojová teplota, jemnozrnný stav |
Typické fyzikální vlastnosti
| Vlastnictví | Typická hodnota | Poznámky |
| Hustota | 7.74 g/cm³ (0.280 lb/in³) | Mírně nižší než uhlíkové oceli v důsledku slitin |
| Modul elasticity | 200 GPA (29 × 10⁶ psi) | Srovnatelné s jinými nerezovými oceli |
| Tepelná vodivost | ~ 24 W/M · K při 100 ° C | Nižší než uhlíkové oceli; ovlivňuje rozptyl tepla |
| Specifická tepelná kapacita | 460 J/KG · K. | Při 20 ° C. |
| Elektrický odpor | 0.60 µΩ · m | Vyšší než uhlíkové oceli, prospěšný pro nějakou odolnost proti erozi |
| Koeficient tepelné roztažnosti | 10.8 × 10⁻⁶ /° C. (20–100 ° C.) | Musí být zváženo v multimetových sestavách |
4. Tepelné zpracování & Řízení mikrostruktury
CA6NM odvozuje svůj výkon nejen ze svého 12% Chromium, 4% nikl, a chemie molybdenu, ale také z Přesné sekvence tepelného zpracování která transformuje jeho liknatou strukturu na a Tvrdý, temperovaná martenzitická mikrostruktura.
Tato transformace je nezbytná pro dosažení cílené rovnováhy slitiny pevnost, tažnost, odolnost proti korozi, a rozměrová stabilita.
Standardní sekvence tepelného zpracování
Typické tepelné zpracování pro odlitky CA6NM se řídí pokyny ASTM A743/A743M a je přizpůsobeno tloušťce sekce:
Žíhání řešení (Austenitizace):
- Teplota: 1010–1050 ° C. (1850–1920 ° F.)
- Účel: Rozpustí karbidy a homogenizuje legovací prvky. Před kalením produkuje plně austenitickou strukturu.
- Držte čas: ~ 1 hodinu za 25 mm (1 palec) tloušťky sekce, minimálně 2 hodin.
Zhášení:
- Střední: Nucený vzduch nebo olej, V závislosti na velikosti sekce lití a požadované rychlosti chlazení.
- Účel: Transformuje Austenite na Nízkohlíkové martensite při minimalizaci zkreslení a zbytkového napětí.
- Poznámka: Obsah niklu v Ca6NM snižuje start Martensite (Paní) teplota, podpora jednotné transformace.
Temperování:
- Teplota: 565–620 ° C. (1050–1150 ° F.) Pro standardní rovnováhu síly a houževnatosti.
- Účel: Uvolňuje stres, Zlepšuje tažnost, a upravuje tvrdost na 22–26 hodin.
- Účinek teploty: Nižší teploty temperování přinášejí vyšší pevnost, ale snižují houževnatost dopadu; Vyšší teploty zlepšují houževnatost, ale mírně nižší výnosnost.
Charakteristiky mikrostruktury
Správně tepelně ošetřené výstavy CA6NM:
- Temperovaná matice Martensite: Poskytuje vysokou pevnost v tahu a výtěžku s dobrou houževnatostí zlomenin.
- Rafinovaná velikost zrn: Přidání niklu potlačuje růst zrna během austenitizace, Pomáhá v udržení energie s vysokým dopadem.
- Rozptýlené karbidy: Jemné m₂₃c₆ karbidy podél hranic latě zlepšují odolnost proti opotřebení bez vážného zhoršení houževnatosti.
- Minimální ponechaný austenit (<5%): Nadměrné zadržené austenit může snížit tvrdost a rozměrovou stabilitu, Míra chlazení a cykly temperování jsou tedy pečlivě kontrolovány.
5. Obsazení, Obrábění & Svařovatelnost
Hodnota CA6NM jako a Hydroturbine, ventil, a slitina čerpadla Závisí nejen na jeho chemii a tepelném zpracování, ale také na jeho castiability, Machinability, a opravit svařovatelnost.
Procesy obsazení
CA6NM lze úspěšně vyrobit pomocí více metod sléváren, Umožnění výrobcům porovnávat procesní schopnosti k geometrii součástí, rozměrové požadavky, a objem výroby.
Lití písku:
- Nejvhodnější pro velký, tlusté stěny například kryty turbíny, Čerpadlo, a tělesa ventilu v 1–5 Váš rozsah.
- Typické tolerance: ± 1 mm za 100 mm dimenze.
- Povrchová úprava: RA 6,3-12,5 μm po otřesu.
- Výhody: Vysoká flexibilita velikosti a tvaru; hospodárné pro objemy s nízkým až středním.
Investiční lití (Ztracený vosk):
- Ideální pro složité geometrie jako turbínové čepele, obložení ventilu, a běžecké segmenty, kde jsou kritické hladké povrchy a jemné detaily.
- Rozměrová přesnost: ± 0,1 mm.
- Povrchová úprava: RA 1,6-3,2 μm, Snížení příspěvku na obrábění a zlepšení hydraulické účinnosti As-lis.
Odstředivé obsazení:
- Produkuje válcové komponenty ve tvaru kruhu například rukávy čerpadla, Noste prsteny, a ložiskové skořápky.
- Zajišťuje jednotná hustota a minimální segregace-kritický pro vysokotlaké těsnicí povrchy.
- Často se používá pro díly vyžadující tolerance soustřednosti uvnitř 0.25 mm.
Sazby výnosu pro ca6nm obecně přesahující 85% Pro jednoduché geometrie, Zatímco složitější tvary s hlubokými kapsami nebo přechody na husté až dopadnutí 70–75% Kvůli správě dutin smršťování a omezení designu stoupaček.
Chování obrábění
CA6NM je významně Snadnější stroj než plně ztužené martenzitické oceli, zvláště v temperovaný stav (22–26 HRC).
Klíčové obráběcí poznámky:
- Řezné rychlosti: ~ 30–50 m/min s nástrojem karbidu; až do 80 M/min s potaženými karbidy v dokončovacích průchodech.
- Opotřebení nástroje: Mírný - Nickel zlepšuje houževnatost, ale může způsobit tvrzení práce, pokud jsou krmiva příliš lehká.
- Použití chladicí kapaliny: Doporučuje se pro konzistenci povrchu povrchu a tepelnou stabilitu.
- Rozměrová stabilita: Obsah s nízkým zadrženým austenitem znamená minimální zkreslení po hrubém obrábění.
- Přídavky obrábění: 3–6 mm je typické pro odstranění povrchového měřítka a odlévání pokožky po tepelném zpracování.
Svařovatelnost
Ca6nm je Více svařovanější než konvenční 410 nerez kvůli:
- Nízký obsah uhlíku (≤0,06%)
- Přidání niklu (~ 4%) stabilizace austenitu během chlazení
- Nižší riziko praskání vodíku při předem zahříváním a po celém zavádění tepelného zpracování
Osvědčené postupy pro svařování:
- Předehřívání: 150–250 ° C. (300–480 ° F.) Pro snížení tepelných gradientů a rizika praskání vodíku.
- Výběr kovů plniva: Odpovídající výplň kompozice (NAPŘ., AWS ER410NIMO pro GTAW/GMAW nebo E410NIMO pro Smaw) udržovat odolnost vůči síle a korozi.
- Teplota interpassu: < 250 ° C. (480 ° F.) Aby nedocházelo k přílišnému tempu přilehlých zón postižených teplem.
- Po západním tepelném zpracování (PWHT): Místní nebo plné temperování při 565–620 ° C (1050–1150 ° F.) Obnovit uniformitu tvrdosti a tvrdosti.
Opravte svařování:
- Běžné u velkých běžců hydroturbinu nebo ventilových těl pro opravu porozity nebo povrchových vad.
- Úspěch závisí na přísné kontrole parametrů svařování, čistota kloubů, a aplikace PWHT.
6. Odolnost proti korozi: Přizpůsobeno vodnému prostředí
Odolnost proti korozi CA6NM je navržena pro sladkovodní, mořská voda, a mírná chemická prostředí, což je mnohem odolnější než odlitky z uhlíkové oceli nebo nízkého pletiva, a konkurenceschopný s některými austenitickými známkami v konkrétních scénářích:
- Sladká voda a pára: Vrstva oxidu chromia odolává oxidaci a pití ve sladké vodě (NAPŘ., Voda řeky, Systémy chladicí kapaliny) s mírou koroze <0.02 MM/rok.
Odolává také mokré páře při 200–300 ° C, klíčová vlastnost pro komponenty elektrárny. - Mořská voda: Přídavky molybdenu zvyšují odolnost vůči jámu vyvolané chloridem.
Při testech ponoření z mořské vody, CA6NM vykazuje míru koroze 0,05–0,1 mm/rok - 410 nerez (0.2–0,3 mm/rok) ale o něco méně než 316 (0.01–0,03 mm/rok). - Mírné chemikálie: Odolávají zředěné kyseliny (NAPŘ., 5% kyselina sírová), Alkalis (NAPŘ., 10% hydroxid sodný), a ropné výrobky, Díky tomu je vhodné pro ventily ropného pole a čerpadla chemického zpracování.
Existují omezení: CA6NM se nedoporučuje pro silné kyseliny (NAPŘ., 37% Kyselina chlorovodíková) nebo prostředí s vysokým chloridem (NAPŘ., solanka s >10% NaCl), kde austenitické známky jako CF8M (316 ekvivalent) fungovat lépe.
7. Typické aplikace CA6NM
ASTM A743 CA6NM's vysoká síla, Vynikající houževnatost při nízkých teplotách, a odolnost vůči korozi, kavitace, a eroze Udělejte z něj materiál kritický hydraulický, námořní, a složky energetického sektoru.
| Sektor aplikací | Typické komponenty | Klíčové požadavky na výkon splňovaly CA6NM |
| Vodárna | Běžci turbíny (Kaplan, Francis, žárovka), branky branky, vodicí lopatky, Zůstaňte prsteny | Vysoký kavitační odpor, Odolnost proti erozi, houževnatost při nízké teplotě |
| Marine & Offshore | Čepele vrtule, náboje, Kloudlové zásoby, Hřídele čerpadla, Tělesa ventilu mořské vody | Odolnost proti korozi mořské vody, Dobrá únava, nízká magnetická propustnost |
| Olej & Plyn | Oběžné kolby podmořských čerpadla, rukávy, Oříznutí brány/glóbus/check ventil, dusivé ventily | Odolnost proti korozi chloridu, Odolnost proti erozi, vysoká síla |
| Průmyslové čerpání | Obvody odstředivých čerpadla, Noste prsteny, Obaly, Difuzorní desky | Nosit odpor, Odolnost proti korozi v brakické vodě a chemikálií |
| Odsolovací rostliny | Vysokotlaké hřídele čerpadla, oběžné kolo, Těsnění kroužků | Odolnost vůči jámu vyvolané chloridem, rozměrová stabilita |
| Přílivové & Obnovitelná energie | Přílivové lopatky turbíny, náboje, hřídele | Kombinovaná odolnost proti korozi eroze a chloridu, dlouhodobou trvanlivost |
| Obrana / Námořní | Ponorkové vrtule, vložky šachty, Komponenty řízení řízení | Nízký magnetický podpis, kavitační odpor, Mechanická spolehlivost |
8. Srovnání: CA6NM vs CA15 (410), 17-4Ph, Duplex 2205
| Vlastnictví / Funkce | CA6NM (ASTM A743) | CA15 (410 Ss) (ASTM A743) | 17-4Ph (ASTM A747 CB7CU-1) | Duplex 2205 (ASTM A890 Stupeň 4A) |
| Typ / Mikrostruktura | Martensitic (nízké c, 12Cr + V) | Martensitic (vysoký c, 12Cr) | Martensitické srážení | Ferritic-Austenitic (Duplex) |
| Typické složení (WT%) | C ≤ 0.06, CR 11.5–14, Při 3,5-4,5, Mo 0,4–1,0 | CR 11.5–14, V ≤ 1.0, C 0.15 | C ≤ 0.07, CR 15–17, Na 3-5, Cu 3–5 | C ≤ 0.03, CR 21–23, Je 4,5-6,5, MO 2,5–3,5 |
| Pevnost v tahu (MPA) | 655–760 | 550–690 | 930–1 100 | 620–880 |
| Výnosová síla (MPA) | 450–550 | 350–450 | 725–1,035 | 450–620 |
| Prodloužení (%) | 15–20 | 10–15 | 8–12 | 20–25 |
| Tvrdost (HB) | 200–240 | 180–230 | 300–360 | 220–270 |
| Houževnatost při 0 ° C. (J) | Vynikající (≥ 40) | Veletrh (10–20) | Mírný (20–30) | Vynikající (≥ 60) |
| Odolnost proti korozi | Dobré v čerstvé/mořské vodě, Odolává kavitaci | Veletrh, náchylný k jámu v chloridech | Dobrý, ale ne pro těžká prostředí chloridu | Vynikající odolnost proti chloridu a pití |
| Kavitační odpor | Vysoký | Nízký | Střední | Vysoký |
| Tepelné zpracování | Žíhání řešení + zmírnit | Pouze temperování | Řešení + stárnutí | Pouze žíhání řešení |
| Castiability | Dobrý, Vhodné pro písek & Investiční obsazení | Dobré pro odlitky písku | Mírný, Složitější kvůli kalení srážení | Mírný, vyžaduje přesnou kontrolu |
| Svařovatelnost | Dobrý, ale vyžaduje před/po tepelném zpracování | Mírný, náchylný k praskání | Dobrý, ale vyžadováno stárnutí po svaru | Dobrý, citlivé na intermetaliku |
| Machinability | Mírný | Dobrý | Veletrh | Mírný |
| Úroveň nákladů | Střední | Nízký | Vysoký | Vysoký |
| Typické aplikace | Hydraulické turbíny, Oběžné kol, Námořní vrtule | Obecné části čerpadla, nízkonálodové ventily | Letectví, Hřídele s vysokou pevností | Offshore struktury, Odsolovací zařízení |
9. Běžné ekvivalenty
Unikátní rovnováha síly CA6NM, houževnatost, a odolnost proti korozi se umístí mezi několik souvisejících martenzitických nerezových ocelí. Mezi jeho běžné ekvivalenty v jiných standardech nebo stupních patří:
- US J91660: Sjednocené označení systému číslování pro CA6NM.
- ASTM A297 Typ CA6NM: Alternativní označení ASTM pro podobné odlitky.
- V 1.4528 / X12crnisi17-7: Evropská ekvivalent Martensitická stupeň z nerezové oceli, Používá se při lití nebo kování.
- SUS630: Japonský ekvivalentní srážení kalení nerezové oceli, sdílí některé podobné aplikace, i když se liší v mikrostruktuře.
- CA15 (ASTM A743 CA15): Vyšší známka martenzitického uhlíku s podobnou chemií, ale odlišné profily mechanické a houževnatosti.
10. Závěr
ASTM A743 CA6NM nabízí a Osvědčená rovnováha síly, odolnost proti korozi, a houževnatost Díky tomu je nezbytný v náročných rotujících strojích a aplikacích mořských/pobřeží.
Jeho zvýšená svařovatelnost a odolnost proti kavitaci umožňují delší životnost a sníženou údržbu - výroba a nákladově efektivní volba pro těžká prostředí.
Časté časté
Je magnetický CA6NM?
Ano, Je to martenzitní a vykazuje magnetické vlastnosti.
Je CA6NM vhodný pro ponoření z mořské vody?
Ne - je to míra koroze (0.1–0,2 mm/rok) dělá to nevhodné pro dlouhodobou expozici mořské vody. Použijte duplex 2205 místo toho.
Jaká je maximální teplota pro CA6NM?
Zachovává užitečnou sílu až do 400 ° C. Nad 500 ° C., dochází k oxidaci a změkčení; Použijte slitiny na bázi niklu pro vyšší tempy.
Může být CA6NM použit při zpracování potravin?
Ne - je to mírná odolnost proti korozi a potenciál pro pití v kyselých potravinách činí austenitické známky (NAPŘ., CF8) lepší.
Jak se ca6nm porovnává s 17-4ph v síle?
17-4PH nabízí vyšší pevnost v tahu (860–1100 MPa) ale je méně obsaditelný; CA6NM je upřednostňován pro komplexní odlitky.
Jaká je typická dodací lhůta pro odlitky CA6NM?
4–8 týdnů pro odlitky písku; 6–12 týdnů pro investiční odlitky (Kvůli výrobě plísní).
