CF3/CF8/CF3M/CF8M og F304/F316/F304L/F316L Series Guide

1. Indledning

Rustfrit stål I 300-serien dominerer austenitisk familie industrier, der kræver korrosionsbestandighed, Formbarhed, og hygiejnisk ydeevne.

Blandt disse, Type 304 og 316 vises i begge dele rollebesætning og smed formularer, Hver styret af separate standarder og betegnelsessystemer.

Støbte komponenter følger ASTM A351 Betegnelser - CF3, CF8, CF3M, CF8M - mens der er smedte og smedte produkter tilslutter sig ASTM A182 (afspejles også i en/din “f-grader”): F304, F316, F304L, F316L.

I de følgende afsnit, Vi afkoder disse koder, Sammenlign deres kemiske og mikrostrukturer, og tilbyde retningslinjer for at vælge støbt kontra smedkvaliteter til ventiler, Pumpehuse, rør, og andet trykholdigt udstyr.

2. ASTM -standarder & Præfikser

• ASTM A351 dækker Rustfrit stålstøbning Til trykbærende dele. I denne standard, “C” står for Casting, og “F” i kvalitetskoderne (f.eks. CF8) angiver "rollebesætning."
• ASTM A182 styrer Rustfrit stål smedning og smede fittings. "F" i F304/F316 angiver Smedning (eller smedeprodukt).

Præfiks	Mening	Standard	Typiske produkttyper
C	Casting	A351	Ventillegemer, Pumpehuse
F	Smedning/smed	A182	Flanger, aksler, Fastgørelsesmidler

3. Casting -betegnelser: CF-serie pr. ASTM A351

Når ingeniører specificerer ventilorganer, Pumpehuse, eller komplekse manifolds, De henvender sig ofte til ASTM A351 støbegods til integritet i ét stykke og indviklede geometrier.

Inden for A351's austenitiske kvaliteter, Fire betegnelser -CF3, CF8, CF3M, og CF8M—Mirror de velkendte smedekarakterer 304, 304L, 316, og 316L, henholdsvis.

Under, Vi afkoder hver CF-serien karakter, Fremhæv dens kemi og mikrostrukturelle træk, Og forklar, hvordan legeringsjusteringer skræddersy ydeevne.

CF3

Sammensætning:

• Krom: 18.0–20,0 vægt%
• Nikkel: 8.0–10,5 vægt%
• Kulstof: ≤ 0.03 WT% (Lav-C)
• Mangan, silicium, fosfor, Svovl: pr. ASTM -grænser

Tilsvarende: Kast analogt af 304L (US S30403, I 1.4307).

Nøgleegenskaber:

• Kemi med lav kulstof Forhindrer carbidudfældning under langsom afkøling, Fjernelse af svejsesensibilisering almindeligt i højere-C-stål.
• Løsning af annealing på 1 040 ° C for 30 Protokollen efterfulgt af vand Quench opløser eventuelle interdendritiske carbider, giver en korrosionshastighed under 0.1 mm/år i neutrale kloridmiljøer.
• Trækstyrke måler typisk ~ 445 MPa, groft 5 % lavere end CF8, Men med overlegen intergranulær korrosionsbestandighed.

CF8

Sammensætning:

• Krom: 18.0–20,0 vægt%
• Nikkel: 8.0–10,5 vægt%
• Kulstof: ≤ 0.08 WT%
• Sporelementer inden for standardgrænser

Tilsvarende: Kastet modstykke til 304 (US S30400, I 1.4301).

Nøgleegenskaber:

• Standard-carbon 304 kemi leverer afbalanceret korrosionsbestandighed og duktilitet.
• Dendritiske korn Mål 1–3 mm, Så CF8s gennemsnitlige Charpy -påvirkningsenergi ved –20 ° C (≈ 30 J) falder om 15 % Nedenfor udførte 304'er.
• Omkostningseffektiv For moderat ætsende tjenester, CF8 -ventiler modstår pitting til ~ 0,2 % NaCl at 20 ° C..

CF3M

Sammensætning:

• Krom: 16.0–18,0 vægt%
• Nikkel: 10.0–14,0 vægt%
• Molybdæn: 2.0–3,0 vægt%
• Kulstof: ≤ 0.03 WT%
• Mindre legering pr. ASTM -specifikation

Tilsvarende: Kast analogt af 316L (US S31603, I 1.4404).

Nøgleegenskaber:

• Lav-C plus 2–3 % Mo hæver pren (Pitting modstandsækvivalent nummer) fra ~ 18 (i CF3) til ~ 25, Groft fordobling af modstand mod chloridinduceret pitting.
• Løsningsbehandling på 1 040 ° C opløses MO-rige carbider, At give krybemodstand op til 250 ° C med < 5 % Styrketab over 1 000 h.
• Kulbrinte og sure-gas-service fordel af CF3Ms minimale carbidnetværk og Mo-forbedret passiv filmstabilitet.

CF8M

Sammensætning:

• Krom: 16.0–18,0 vægt%
• Nikkel: 10.0–14,0 vægt%
• Molybdæn: 2.0–3,0 vægt%
• Kulstof: ≤ 0.08 WT%
• Andre elementer pr. ASTM -grænser

Tilsvarende: Rollebesætning af 316 (US S31600, I 1.4401).

Nøgleegenskaber:

• Standard-C 316 kemi giver bred korrosionsmodstand - inklusive havvand og 5 % HCL - mens Mo bekæmper lokaliseret angreb.
• Højere trækstyrke (~ 480 MPa) versus CF3M gør CF8M velegnet til tykkere sektioner og forhøjede temperaturdele.
• Forhøjet temperatur kapacitet: CF8M opretholder 80 % af rumtemperaturudbyttestyrke ved 300 ° C., Oven for CF8 ved 20 %.

Oversigt: CF -betegnelser og ækvivalenter

4. Smed/svejset “f-” karakterer i en/din/fssa

Skift fra støbegods til smede og smedede komponenter, de “F-” præfiks i europæisk (EN/DIN) og japansk (Han/FSSA) Standarder betegner materialer, der leveres som søjler, Fittings, flanger, eller ventiltrim.

Disse produkter følger ASTM A182 I USA. og svarer til EN -numre nedenfor.

F304 (I 1.4301 / Aisi 304)

• Nominel sammensætning: 18.0–20.0 % Cr, 8.0–10.5 % I, C ≤0,08 %, Mn ≤2 %, Og ≤1 %
• Mekaniske egenskaber:

• • Udbyttestyrke (RP0.2): ~ 215 MPa
  • Trækstyrke (Rm): 505–735 MPa
  • Forlængelse: ≥ 40 %

• Korrosionstræk:

• • Generel korrosionshastighed < 0.1 mm/år i neutrale medier
  • Pitting tærskel ~ 0.2 % Cl⁻ kl 20 ° C.

• Applikationer: Fødevareservicefittings, moderat ventil trim, Arkitektonisk trim

F316 (I 1.4401 / Aisi 316)

• Nominel sammensætning: 16.0–18.0 % Cr, 10.0–14.0 % I, 2.0–3.0 % Mo, C ≤0,08 %
• Mekaniske egenskaber:

• • Udbyttestyrke (RP0.2): ~ 205 MPa
  • Trækstyrke (Rm): 515–715 MPa
  • Forlængelse: ≥ 40 %

• Korrosionstræk:

• • Pitting tærskel op til 0.5 % Cl⁻ - 150 % Højere end F304
  • Overlegen modstand mod svovlsyrer og saltsyrer

• Applikationer: Marine fittings, Kemisk-processventil Internals, Varme-exchanger-rør

F304L (I 1.4307 / AISI 304L)

• Variant med lav kulstofindhold: C ≤0,03 % Forhindrer kromkarbidudfældning i svejste varmepåvirkede zoner (HAZ).
• Mekaniske egenskaber:

• • RP0.2: ~ 205 MPa (Lidt under F304)
  • Forlængelse: ≥ 45 % (Forbedret formbarhed)

• Korrosionstræk:

• • Eliminerer intergranulært angreb i HAZ uden udglødning efter svejsning
  • Pitting tærskel: ~ 0.2 % Cl⁻

• Applikationer: Svejsede trykfartøjer, Farmaceutiske tanke, Rør i fødevare-/drikkevareindustrier

F316L (I 1.4404 / AISI 316L)

• Lavt kulstof, Mo-bærende: 16–18 % Cr, 10–14 % I, 2–3 % Mo, C ≤0,03 %.
• Mekaniske egenskaber:

• • RP0.2: ~ 200 MPa
  • Rm: 485–680 MPa
  • Forlængelse: ≥ 40 %

• Korrosionstræk:

• • Høj pren (~ 25)—Excellent for chlorid og sur-gas-service
  • Svejszone stabilitet uden annealing

• Applikationer: Surventiler (H₂S -miljøer), Marine rør, Varmevekslere

Tvær-referencebord

5. Sammenlignende analyse: Rollebesætning vs.. Smed

Mikrostruktur & Mekaniske egenskaber

Der henviser til Støbte CF-grader Vis grove dendritiske korn og ASTM -trækstyrker rundt 450 MPA,

smed F-grader besidder fint, Arbejdede korn med træk ~ 515 MPa og 15-20 % Højere påvirkning af sejhed ved –20 ° C.

Korrosionsydelse

Selvom de nominelle kemiske matcher, Støbte dele kan have mikro-porøsitet og adskillelse, fører til lokaliseret angreb, hvis ikke ordentligt varmebehandlet.

I modsætning hertil, Smede stål udviser ensartet sammensætning, Konverter lidt bedre pittingtærskler og SCC -modstand.

Fremstillingsovervejelser

Casting udmærker sig for komplekse geometrier - Valve -kroppe og pumpehuse - at ligne snesevis af bearbejdningsoperationer.

Omvendt, smedning koster mere pr. Kg, men tilbyder overlegen træthedsstyrke, ensartet kornstrøm, og minimale defekter.

Koste & Lejetidsudveksling

Støberier citerer typisk 6–8 uger til brugerdefinerede CF -støbegods, hvorimod standard F-klasse barer og flanger skibes ind 2–4 uger.

Pr. Kg, Støbt CF8M løber rundt 10 % Billigere end forfalsket F316, Selvom de samlede komponentomkostninger kan favorisere støbning til indviklede former.

Aspekt	CF8/CF8M/CF3/CF3M (Rollebesætning)	F304/F316/F304L/F316L (Smed)
Geometri	Komplekse former i ét stykke	Enklere former; kan kræve svejsning/fabrikation
Mekanisk styrke	Lavere sejhed; ASTM -træk ~ 450 MPa	Højere sejhed; ASTM -træk ~ ~ 515 MPa
Korrosionsmodstand	Matches sammensætning (304/316 ækvivalenter)	Ækvivalent sammensætning, lidt bedre på grund af finere korn
Svejsbarhed	Kræver omhyggelig varmebehandling	Fremragende; Lav-C-versioner undgår sensibilisering
Koste & Ledetid	Lavere omkostninger for komplekse dele; Længere rollebesætningstider	Højere råmaterialeomkostninger; hurtigere standardbestandslevering

6. Applikationer & Retningslinjer for valg af materiale

• CF3/CF8/CF3M/CF8M støbte komponenter: Ventillegemer, Pumpehus, Varme-exchanger-skaller-hvor integritet i enkelt stykke og indviklede interne passager reducerer samleomkostningerne.
  CF3M og CF8M vises i kemisk og offshore -service, Tak til Mo-forbedret chloridresistens.
• F304/F316/F304L/F316L smedeprodukter: Rørflanger, aksler, Fastgørelsesmidler, og højtryksventiltrim;
  Svejse-kritiske samlinger i petrokemiske og kraftgenerationsanlæg favoriserer lav-C-varianter for at undgå HAZ-korrosion.
• Beslutningsmatrix:

• • Vælg CF-grader Når geometri komplicerer bearbejdning, og serviceforholdene kræver ikke smedejhed.
  • Vælg f-grader Til træthedsdele med høj cyklus, Tyndvægsektioner, eller hvor QA/QC -protokoller kræver ultralydsportsinspektion af smedemateriale.

7. Konklusioner

På trods af at dele basiskemier, CF3, CF8, CF3M, CF8M (ASTM A351) og F304, F316, F304L, F316L (ASTM A182/EN/DIN) Server forskellige roller:

• CF-cast-kvaliteter matcher smedækvivalenter i korrosionsbestandighed og temperaturkapacitet, men udviser grovere mikrostrukturer og beskedent lavere styrke.
• F-FORGEDE karakterer leverer finere korn, højere sejhed, og konsistente egenskaber-ideel for højspænding og træthedskritiske komponenter.

Ved at forstå disse præfikser og deres implikationer, Ingeniører kan optimere det valg af materiale - balanceringsomkostninger, præstation, og fremstilling - for at sikre pålidelig, Økonomisk ventil og pumpekomponenter.

8. Referencer & Standarder

• ASTM A351/A351M: “Standardspecifikation for støbegods, Austenitisk, For trykholdige dele ”
• ASTM A182/A182M: “Standardspecifikation for smedt eller rullet legering-og rørflanger i rustfrit stål, Smedede fittings, og ventiler og dele til service med høj temperatur ”
• I 1.4301/1.4307/1.4401/1.4404 (DIN ækvivalenter)
• US S30400/S30403/S31600/S31603 Betegnelser

 

FAQS

Hvordan adskiller CF8 og CF8M?

CF8 Matcher 18–20 %Cr - 8–10,5 %NI med standard kulstof (≤ 0.08 %), den rollebesætningsækvivalent med 304.

CF8M Tilføjer 2–3 %mo (16-18% cr-10-14% in-2-3% i, C ≤ 0.08 %), Spejling 316 og forbedring af pitting og høj temperatur styrke.

Hvorfor vælge CF3 eller CF3M over CF8/CF8M?

CF3 og CF3M begrænse kulstof til ≤ 0.03 %, Forebyggelse af svejsningszone-sensibilisering i langsomkøling af støbegods. CF3 ≈ 304L; CF3M ≈ 316L.

Hvornår skal jeg specificere cast CF-grader i stedet for udførte F-grader?

Bruge Jf støbegods til kompleks, Geometrier i ét stykke (Ventillegemer, Pumpehuse) hvor bearbejdningsomkostninger ville være uoverkommelige.

Vælge F smedkvaliteter for høj-stress, Træthedskritisk eller tyndvægsdele (aksler, flanger, Fastgørelsesmidler) kræver overlegen sejhed og defektfri mikrostruktur.

Hvilke fordele tilbyder F304L og F316L?

Deres lave kulstof (≤ 0.03 %) eliminerer praktisk talt intergranulær korrosion i svejste varmepåvirkede zoner, fjerner ofte behovet for udglødning.

Hvordan sammenligner korrosionsmodstande?

CF8 / CF3 / 304 / F304 Modstå pitting op til ~ 0,2 % Cl⁻.

CF8M/CF3M/316/F316 modstå til ~ 0,5 % Cl⁻.

Varianter med lavt kulstofindhold (CF3/CF3M/F34L/F316L) Oprethold disse tærskler, mens du sikrer svejsezonestabilitet.

Besætter og smede kvaliteter kræver forskellige varmebehandlinger?

Støbte CF-grader gennemgå løsning af annealing ved ~ 1 040 ° C for 30 min og hurtig sluk for at opløse carbider og homogenisere.

Smed F-grader Følg typisk ASTM A182 -retningslinjer: Løsningsinneal kl 1 040–1 060 ° C for 15 min pr 25 mm, Quench.

Hvilken karakter tilbyder bedre mekanisk styrke?

Smed F-grader (F.eks., F304, F316) opnå højere træk (~ 515 MPa) og påvirkning af sejhed end støbte CF-grader (~ 450 MPa træk), På grund af finere smedte mikrostrukturer.

Hvordan sammenligner omkostninger og ledetid?

Jf Støbegods koster generelt 10-15 % Mindre pr. Kg til komplekse former, men kræver længere ledetider (6–8 uger).

F smedestand sendes ofte om 2-4 uger, til en præmie på 5–10 % pr. kg.