ASTM A743 CA6NM یک مارتنزیتیک است فولاد ضد زنگ درجه ریخته گری به طور خاص برای ارائه استحکام بالا مهندسی شده است, مقاومت در برابر خوردگی, و چقرمگی در محیط های خدمات شدید.
با کروم 12-14 ٪ آن و 3-4 ٪ ترکیب نیکل, CA6NM به ریزساختار متعادل دست می یابد که مقاومت برتر در برابر کاویتاسیون را ارائه می دهد, فرسایش, و گودال در حالی که جوشکاری عالی را در مقایسه با سایر فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی حفظ می کند.
این آلیاژ به عنوان یک ماده انتخابی برای دوندگان هیدروترابین تبدیل شده است, پروانه پمپ, اجزای سکوی دریایی, و بدنهای دریچه, جایی که ترکیبی از قابلیت اطمینان ساختاری و مقاومت به محیط زیست الزامی است.
1. ASTM A743 CA6NM چیست?
ASTM A743 ca6nm a است فولاد ضد زنگ مارتنزیتی ریخته گری درجه طراحی شده برای خدمات در محیط هایی که نیاز به قدرت مکانیکی بالا دارند, سختی, و مقاومت در برابر خوردگی متوسط تا بالا.
"CA" نشان دهنده آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی در استانداردهای ریخته گری ASTM است, "6" به سری آلیاژ اشاره دارد, و "NM" نشانگر حضور است نیکل و مولیبدن برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی.
به طور گسترده ای به خاطر آن شناخته شده است تعادل ماشینکاری, قابلیت جوشکاری, و مقاومت در برابر تخریب محیطی, آن را در بین نمرات مارتنزیتی منحصر به فرد می کند.
2. ترکیب شیمیایی Ca6nm
ca6nm یک است 12% کروم, 4% نیکل, 0.5% فولاد ضد زنگ مارتنزیتی مولیبدن برای ترکیب ساخته شده است قدرت, سختی, و مقاومت در برابر خوردگی در یک آلیاژ ریخته گری.
ترکیب آن کاملاً کنترل می شود ASTM A743/A743m برای اطمینان از عملکرد متالورژی مداوم.
محدودیت های ترکیب شیمیایی معمولی (% با وزن):
| عنصر | دامنه مشخصات (%) | نقش عملکردی |
| کربن (جف) | رده 0.06 | کربن کم بارش کاربید را به حداقل می رساند, تقویت سختی و جوشکاری. |
| منگنز (منگنه) | رده 1.00 | خصوصیات کار گرم و اکسیداسیون را در حین ذوب بهبود می بخشد. |
| سیلیکون (وت) | رده 1.00 | به عنوان deoxidizer عمل می کند; مقادیر بیش از حد ممکن است سختی را کاهش دهد. |
| کروم (کلوچه) | 11.5 - 14.0 | عنصر اصلی برای انفعال و مقاومت در برابر خوردگی. |
| نیکل (در) | 3.50 - 4.50 | مارتنزیت را تثبیت می کند, سختی را بهبود می بخشد, و مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس را تقویت می کند. |
| مولیبدن (مس) | 0.40 - 1.00 | مقاومت گودال را تقویت می کند, به ویژه در محیط های حاوی کلرید. |
| فسفر (پ) | رده 0.04 | برای جلوگیری از آغوش کم نگه داشته شده است. |
| گوگرد (حرف) | رده 0.03 | سطح کم مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی را حفظ می کند. |
| اتو کردن (با) | تعادل | عنصر ماتریس ارائه مقاومت ساختاری. |
3. مکانیکی & خصوصیات فیزیکی ca6nm
CA6NM برای تحویل A مهندسی شده است ترکیبی متعادل از قدرت, انعطاف پذیری, و سختی شکستگی, حتی در بازیگران بخش بزرگ.
خصوصیات آن نتیجه آن است 12ترکیب مارتنزیتی CR -4NI -MO همراه با عملیات حرارتی کنترل شده.
خصوصیات مکانیکی معمولی
(مقادیر مورد نیاز ASTM A743/A743M; نتایج واقعی به اندازه بخش بستگی دارد, عملیات حرارتی, و جهت گیری آزمون)
| دارایی | ارزش معمولی | شرایط آزمایش |
| استحکام کششی (RM) | 655-795 MPa (95–115 ksi) | دمای اتاق, مارتنزیت معتدل |
| قدرت عملکرد (RP0.2) | ≥ 450 MPA (65 ksi) | همان فوق |
| کشیدگی | ≥ 15% | طول سنج = 50 میلی متر |
| کاهش منطقه | ≥ 35% | دمای اتاق |
| انرژی ضربه ای V-Notch-Notch | 40-80 J در -46 درجه سانتیگراد (-50 درجه فارنهایت) | جهت طولی |
| سختی | 207–255 HB (تقریباً. 22–26 HRC) | بعد از خستگی |
| سختی شکستگی (k_ic) | ~ 110-130 MPa · √m | دمای اتاق, وضعیت دانه ریز |
خصوصیات بدنی معمولی
| دارایی | ارزش معمولی | یادداشت ها |
| تراکم | 7.74 g/cm³ (0.280 lb/in³) | کمی پایین تر از فولادهای کربن به دلیل آلیاژ |
| مدول خاصیت خاصیت ارتجاعی | 200 معدل (29 10 × psi) | قابل مقایسه با سایر فولادهای ضد زنگ |
| هدایت حرارتی | 24 w/m · k در 100 درجه سانتیگراد | پایین تر از فولادهای کربن; بر اتلاف گرما تأثیر می گذارد |
| ظرفیت گرمای خاص | 460 j/kg · k | در دمای 20 درجه سانتیگراد |
| مقاومت الکتریکی | 0.60 μΩ · m | بالاتر از فولادهای کربن, برای برخی از مقاومت در برابر فرسایش مفید است |
| ضریب انبساط حرارتی | 10.8 × 10 ⁻⁶ /درجه سانتیگراد (20-100 درجه سانتیگراد) | باید در مجامع چند فلزی در نظر گرفته شود |
4. عملیات حرارتی & کنترل ریزساختار
CA6NM عملکرد خود را نه تنها از آن به دست می آورد 12% کروم, 4% نیکل, و شیمی مولیبدن, بلکه از توالی تصفیه حرارتی دقیق که ساختار بازیگران آن را به a تبدیل می کند سخت, ریزساختار مارتنزیتی معتدل.
این تحول برای دستیابی به تعادل هدفمند آلیاژ ضروری است قدرت, انعطاف پذیری, مقاومت در برابر خوردگی, و ثبات بعدی.
توالی تصفیه حرارتی استاندارد
عملیات حرارتی معمولی برای ریخته گری های CA6NM از دستورالعمل های ASTM A743/A743M پیروی می کند و متناسب با ضخامت بخش است:
بازپخت راه حل (بذله گویی):
- درجه حرارت: 1010-1050 درجه سانتیگراد (1850-1920 درجه فارنهایت)
- هدف: کاربیدها را حل می کند و عناصر آلیاژ را همگن می کند. قبل از خاموش شدن یک ساختار کاملاً آستنیتی تولید می کند.
- زمان نگه داشتن: ~ 1 ساعت در هر 25 میلی متر (1 اینچ) ضخامت بخش, حداقل 2 ساعت.
فروکش:
- واسطه: هوا یا روغن اجباری, بسته به اندازه بخش ریخته گری و میزان خنک کننده مورد نظر.
- هدف: آستنیت را به مارتنزیت کم کربن در حالی که به حداقل می رسد اعوجاج و فشارهای باقیمانده.
- یادداشت: محتوای نیکل در CA6nm شروع مارتنزیت را کاهش می دهد (اماس) درجه حرارت, ترویج تحول یکنواخت.
خویشاوند:
- درجه حرارت: 565-620 درجه سانتیگراد (1050-1150 درجه فارنهایت) برای تعادل استاندارد قدرت و سختی.
- هدف: استرس را تسکین می دهد, انعطاف پذیری را بهبود می بخشد, و سختی را به 22-26 HRC تنظیم می کند.
- اثر دما: دمای درجه حرارت پایین تر استحکام بیشتری دارد اما سختی ضربه را کاهش می دهد; درجه حرارت بالاتر ، سختی را بهبود می بخشد اما قدرت عملکرد کمی پایین تر است.
خصوصیات ریزساختار
نمایشگاه های ریخته گری CA6NM به طور صحیح با گرما:
- ماتریس مارتنزیت معتدل: مقاومت کششی و عملکردی بالا با سختی شکستگی خوب فراهم می کند.
- اندازه دانه تصفیه شده: علاوه بر این نیکل رشد دانه را در حین ustenitizing سرکوب می کند, کمک به حفظ انرژی با تأثیر بالا.
- کاربیدهای پراکنده: کاربیدهای خوب m₂₃c₆ در امتداد مرزهای لات.
- حداقل آستنیت حفظ شده (<5%): آستنیت بیش از حد حفظ شده می تواند سختی و ثبات بعدی را کاهش دهد, بنابراین نرخ خنک کننده و چرخه های معتدل با دقت کنترل می شوند.
5. ریخته گری, ماشینکاری & قابلیت جوشکاری
ارزش CA6NM به عنوان a دارای هیدروتراورین, دریچه, و آلیاژ پمپ نه تنها به شیمی و عملیات حرارتی آن بستگی دارد, بلکه در آن قابلیت استفاده, قابلیت تغییر, و قابلیت جوشکاری.
فرآیندهای ریخته گری
CA6NM را می توان با استفاده از چندین روش ریخته گری با موفقیت تولید کرد, به تولید کنندگان اجازه می دهد تا با قابلیت های فرآیند برای بخشی از هندسه مطابقت داشته باشند, الزامات بعدی, و حجم تولید.
ریخته گری:
- مناسب ترین برای بزرگ, اجزای دیواره ضخیم مانند موارد توربین, محفظه پمپاژ, و بدنهای دریچه در 1-5 دامنه شما.
- تحمل های معمولی: 1 میلی متر در هر 100 میلی متر بعد.
- پایان سطح: RA 6.3-12.5 میکرومتر بعد از لرزش.
- مزایا: انعطاف پذیری بالا در اندازه و شکل; اقتصادی برای حجم کم به متوسط.
ریخته گری سرمایه گذاری (موم گمشده):
- ایده آل برای هندسه های پیچیده مثل تیغه های توربین, شیرهای دریچه, و بخش های دونده که در آن سطوح صاف و جزئیات خوب بسیار مهم هستند.
- دقت: 0.1 میلی متر.
- پایان سطح: RA 1.6-3.2 میکرومتر, کاهش کمک هزینه ماشینکاری و بهبود کارایی هیدرولیک به عنوان ریخته گری.
ریخته گری:
- تولید کردن اجزای استوانه ای یا حلقه ای شکل مانند آستین پمپ, حلقه های پوشیدن, و پوسته های تحمل.
- تضمین کردن تراکم یکنواخت و حداقل تفکیک-بحرانی برای سطوح آب بندی فشار بالا.
- اغلب برای قطعاتی که نیاز به تحمل متمرکز در درون دارند استفاده می شود 0.25 میلی متر.
نرخ عملکرد ریخته گری برای ca6nm به طور کلی بیش از 85% برای هندسه های ساده, در حالی که اشکال پیچیده تر با جیب های عمیق یا انتقال ضخیم به نازک ممکن است به 70-75 ٪ به دلیل مدیریت حفره کوچک و محدودیت های طراحی Riser.
رفتار ماشینکاری
ca6nm به طور قابل توجهی است ماشین آلات آسان تر است از فولادهای مارتنزیتی کاملاً سخت شده, مخصوصاً در وضعیت معتدل (22–26 HRC).
یادداشت های ماشینکاری کلیدی:
- سرعت برش: 30-50 متر در دقیقه با ابزار کاربید; تا 80 m/min با کاربیدهای روکش شده در پاس های پایان.
- سایش ابزار: متوسط - نیکل چقرمگی را بهبود می بخشد اما اگر خوراک خیلی سبک باشد ، می تواند باعث سخت شدن کار شود.
- مصرف خنک کننده: برای قوام پایان سطح و پایداری حرارتی توصیه می شود.
- ثبات ابعادی: محتوای آستنیت کم نگهدارنده به معنای حداقل اعوجاج بعد از ماشینکاری خشن است.
- کمک هزینه های ماشینکاری: 3-6 میلی متر برای از بین بردن مقیاس سطح و ریخته گری پوست پس از عملیات حرارتی معمولی است.
قابلیت جوشکاری
ca6nm است جوش خورده تر از معمولی 410 ضد زنگ بخاطر:
- محتوای کربن کم (.0.06 ٪)
- علاوه بر نیکل (4 ~) تثبیت آستنیت در هنگام خنک کننده
- خطر کمتری از ترک خوردگی هیدروژن هنگام استفاده از گرمای گرم و پس از جوشکاری
بهترین روشها برای جوشکاری:
- پیش گرم: 150-250 درجه سانتیگراد (300-480 درجه فارنهایت) برای کاهش شیب های حرارتی و خطر ترک خوردگی هیدروژن.
- انتخاب فلز پرکننده: پرکننده ترکیب تطبیق (به عنوان مثال, AWS ER410NIMO برای GTAW/GMAW یا E410NIMO برای SMAW) برای حفظ قدرت و مقاومت در برابر خوردگی.
- دمای تداخل: < 250 درجه سانتیگراد (480 ° F) برای جلوگیری از فشار بیش از حد مناطق تحت تأثیر گرما.
- عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT): معتدل محلی یا کامل در دمای 565-620 درجه سانتیگراد (1050-1150 درجه فارنهایت) برای بازگرداندن سختی و سختی یکنواختی.
جوش ترمیم:
- در دونده های بزرگ هیدروتراسین یا بدنهای دریچه ای برای اصلاح تخلخل یا نقص سطح رایج است.
- موفقیت به کنترل دقیق پارامترهای جوش بستگی دارد, پاکیزگی مشترک, و برنامه PWHT.
6. مقاومت در برابر خوردگی: متناسب با محیط های آبی
مقاومت در برابر خوردگی CA6NM برای آب شیرین, آب دریا, و محیط های شیمیایی خفیف, آن را بسیار مقاوم تر از فولاد کربن یا ریخته گری کم آلیاژ می کند, و با برخی از نمرات آستنیتی در سناریوهای خاص رقابت می کند:
- آب شیرین و بخار: لایه اکسید کروم در برابر اکسیداسیون و گودبرداری در آب شیرین مقاومت می کند (به عنوان مثال, آب رودخانه, سیستم خنک کننده) با نرخ خوردگی <0.02 MM/سال.
همچنین در برابر بخار مرطوب در دمای 200-300 درجه سانتیگراد مقاومت می کند, یک ویژگی اصلی برای اجزای نیروگاه. - آب دریا: افزودنیهای مولیبدن ، مقاومت در برابر گودال ناشی از کلرید را افزایش می دهد.
در آزمایش غوطه وری در آب دریا, CA6NM میزان خوردگی 0.05-0.1 میلی متر در سال را نشان می دهد - نسبت به 410 فولاد ضد زنگ (0.2-0.3 میلی متر در سال) اما کمی کمتر از 316 (0.01-0.03 میلی متر در سال). - مواد شیمیایی خفیف: در برابر اسیدهای رقیق مقاومت می کند (به عنوان مثال, 5% اسید سولفوریک), قلیایی (به عنوان مثال, 10% هیدروکسید سدیم), و فرآورده های نفتی, آن را برای دریچه های نفتی و پمپ های پردازش شیمیایی مناسب می کند.
محدودیت ها وجود دارند: CA6NM برای اسیدهای قوی توصیه نمی شود (به عنوان مثال, 37% اسید هیدروکلریک) یا محیط های کلرید بالا (به عنوان مثال, برس با >10% توری), جایی که نمرات آستنیتی مانند CF8M (316 متناسب) عملکرد بهتر.
7. برنامه های معمولی CA6NM
ASTM A743 CA6NM's استحکام بالا, سختی عالی در دماهای پایین, و مقاومت در برابر خوردگی, حفره, و فرسایش آن را به عنوان ماده ای برای هیدرولیک بحرانی, دریایی, و مؤلفه های بخش انرژی.
| بخش کاربرد | اجزای معمولی | نیازهای کلیدی عملکرد توسط CA6NM برآورده می شود |
| نیرومند | دوندگان توربین (کپلان, فرانسیس, لامپ), دروازه های ویکت, ون های راهنما, حلقه بمان | مقاومت در برابر کاویتاسیون بالا, مقاومت در برابر فرسایش, چقرمگی در دمای پایین |
| دریایی & خارج از ساحل | تیغه های پروانه, هاب, سهام رودر, شفت های پمپ, اجسام شیر آب دریا | مقاومت در برابر خوردگی آب دریا, قدرت خستگی خوب, نفوذپذیری مغناطیسی کم |
| روغن & گاز | پروانه های پمپ زیرمجموعه, آستین, گیت/کره/شیرهای دریچه چک, دریچه های خفه کننده | مقاومت در برابر خوردگی استرس کلرید, مقاومت در برابر فرسایش, استحکام بالا |
| پمپاژ صنعتی | پروانه های پمپ گریز از مرکز, حلقه های پوشیدن, کوشش, صفحات دیفیوزر | مقاومت در برابر پوشیدن, مقاومت در برابر خوردگی در آب و مواد شیمیایی شیمیایی |
| گیاهان نمک زدایی | شفت پمپ فشار بالا, سرپرست, حلقه های مهر و موم | مقاومت در برابر گودال ناشی از کلرید, ثبات ابعادی |
| جزر و مدی & انرژی تجدید پذیر | تیغه های توربین جزر و مد, هاب, شفت | مقاومت در برابر فرسایش و مقاومت در برابر خوردگی کلرید, دوام طولانی مدت |
| دفاع / وابسته به نیروی دریایی | پروانه های زیر دریایی, بوش شفت, اجزای دنده فرمان | امضای مغناطیسی کم, مقاومت در برابر حفره, قابلیت اطمینان مکانیکی |
8. مقایسه: CA6NM در مقابل CA15 (410), 17-4PH, دوتایی 2205
| دارایی / نشان | کله بری (ASTM A743) | ca15 (410 SS) (ASTM A743) | 17-4PH (ASTM A747 CB7CU-1) | دوتایی 2205 (ASTM A890 درجه 4A) |
| نوع / ساختار | وابسته به مارتنز (کم, 12کلوچه + در) | وابسته به مارتنز (بالا, 12کلوچه) | بارش بارش مارتنزیتی | فریسن (دوتایی) |
| ترکیب معمولی (وزنی ٪) | ج 0.06, CR 11.5–14, در 3.5-4.5, MO 0.4-1.0 | CR 11.5–14, در 1.0, جف 0.15 | ج 0.07, CR 15-17, در 3-5, مس 3-5 | ج 0.03, CR 21-23, 4.5-6.5 است, MO 2.5-3.5 |
| استحکام کششی (MPA) | 655-760 | 550–690 | 930–1،100 | 620–880 |
| قدرت عملکرد (MPA) | 450-550 | 350-450 | 725–1،035 | 450-620 |
| کشیدگی (%) | 15-20 | 10–15 | 8–12 | 20- 25 |
| سختی (HB) | 200–240 | 180–230 | 300–360 | 220- 270 |
| چقرمگی در دمای 0 درجه سانتیگراد (j) | عالی (≥ 40) | عادلانه (10-20) | معتاد (20–30) | عالی (≥ 60) |
| مقاومت در برابر خوردگی | خوب در آب تازه/دریا, در برابر کاویتاسیون مقاومت می کند | عادلانه, مستعد ابتلا به گودال در کلریدها | خوب, اما نه برای محیط های شدید کلرید | مقاومت عالی کلرید و گودال |
| مقاومت در برابر حفره | عالی | کم | واسطه | عالی |
| عملیات حرارتی | آنیل راه حل + خوی | فقط معتدل | راه حل + پیری | راه حل فقط آنیل |
| قابلیت استفاده | خوب, مناسب برای ماسه & سرمایه گذاری سرمایه گذاری | خوب برای ریخته گری شن و ماسه | معتاد, به دلیل سخت شدن بارش پیچیده تر | معتاد, نیاز به کنترل دقیق دارد |
| قابلیت جوشکاری | خوب, اما نیاز به عملیات حرارتی قبل یا بعد از آن دارد | معتاد, مستعد ترک خوردگی | خوب, اما پیری جوش پس از آن لازم است | خوب, حساس به بین فلزی |
| قابلیت تغییر | معتاد | خوب | عادلانه | معتاد |
| سطح هزینه | واسطه | کم | عالی | عالی |
| برنامه های معمولی | توربین های هیدرولیکی, پروانه پمپ, پیشران دریایی | قطعات پمپ عمومی, دریچه های کم کار | هوافضا, شفت های با استحکام بالا | ساختارهای دریایی, تجهیزات تخلیه |
9. معادل های مشترک
تعادل منحصر به فرد CA6NM, سختی, و مقاومت در برابر خوردگی آن را در بین چندین فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی مرتبط قرار می دهد. معادل های مشترک آن در سایر استانداردها یا نمرات شامل می شود:
- J91660 ایالات متحده: تعیین سیستم شماره گذاری یکپارچه برای CA6NM.
- ASTM A297 نوع ca6nm: یک نام جایگزین ASTM برای بازیگران مشابه.
- در 1.4528 / x12crnisi17-7: درجه فولاد ضد زنگ معادل اروپایی, در ریخته گری یا جعل استفاده می شود.
- او sus630: سخت شدن بارش بارش ژاپنی استیل ضدزنگ, برخی از برنامه های مشابه را به اشتراک می گذارد اگرچه در ریزساختار متفاوت است.
- ca15 (ASTM A743 CA15): درجه مارتنزیتی کربن بالاتر با شیمی مشابه اما پروفایل های مختلف مکانیکی و چقرمگی.
10. پایان
ASTM A743 CA6NM ارائه می دهد تعادل اثبات شده, مقاومت در برابر خوردگی, و سختی این امر باعث می شود در خواستار ماشین آلات چرخان و برنامه های دریایی/خارج از کشور بسیار ضروری باشد.
قابلیت جوشکاری و مقاومت در برابر کاویتاسیون آن باعث می شود عمر خدمات طولانی تر و کاهش خرابی نگهداری - ایجاد آن انتخاب مقرون به صرفه برای محیط های شدید.
متداول
مغناطیسی ca6nm است?
بله, این مارتنزیتی است و خصوصیات مغناطیسی را به نمایش می گذارد.
آیا CA6NM برای غوطه وری در آب دریا مناسب است?
نه - میزان خوردگی آن را گودال می کند (0.1-0.2 میلی متر در سال) آن را برای قرار گرفتن در معرض آب دریا طولانی مدت نامناسب می کند. از دوبلکس استفاده کنید 2205 در عوض.
حداکثر دما برای CA6NM چقدر است?
این قدرت مفید تا 400 درجه سانتیگراد را حفظ می کند. بالاتر از 500 درجه سانتیگراد, اکسیداسیون و نرم شدن رخ می دهد; از آلیاژهای مبتنی بر نیکل برای دمای بالاتر استفاده کنید.
آیا می توان از ca6nm در فرآوری مواد غذایی استفاده کرد?
NO - مقاومت در برابر خوردگی متوسط و پتانسیل سوزاندن در غذاهای اسیدی نمرات آستنیتی را ایجاد می کند (به عنوان مثال, cf8) بهتر.
چگونه CA6NM با قدرت 17-4ph مقایسه می کند?
17-4pH مقاومت کششی بالاتری را ارائه می دهد (860–1100 MPa) اما کمتر ریخته گری است; CA6NM برای بازیگران پیچیده ترجیح داده می شود.
زمان سرب معمولی برای بازیگران CA6NM چقدر است?
4-8 هفته برای بازیگران شن و ماسه; 6–12 هفته برای بازیگران سرمایه گذاری (به دلیل ساخت قالب).
