فولاد ضد زنگ CD4MCu | ASTM A890 درجه 1A | US J93370

فهرست محتوای نشان دادن

1. مقدمه

cd4mcu (معمولاً برای مشخصات فولاد ریخته گری مانند ASTM A890 Grade 1A برای ریخته گری های دوبلکس با شماره UNS J93370 عرضه می شود.) یک ریخته‌گری ضد زنگ دوبلکس با هدف مهندسی شده است که استحکام بالایی را ترکیب می‌کند, مقاومت بالا در برابر خوردگی موضعی, و مقاومت خوب در برابر فرسایش / حفره.

شیمی آن (کروم بالا, مولیبدن, مس و نیتروژن با نیکل متوسط) و دو فاز (فریت + وابسته به اوستن) ریزساختار، CD4MCu را به یک انتخاب محبوب برای قطعات چرخان خدمات مرطوب تبدیل کرده است (سرپرست, پمپ), دریچه, و دیگر سخت افزارهای ریخته گری که در آن قرار گرفتن در معرض کلرید, فرسایش یا بار مکانیکی وجود دارد.

2. فولاد ضد زنگ CD4MCu چیست؟?

CD4MCu یک است دوتایی (فریسی) فولاد ضد زنگ درجه ای که عمدتاً در قالب های محصول ریخته گری ارائه می شود.

فرموله شده است تا یک ریزساختار دوبلکس متعادل ایجاد کند (≈ 35-55٪ فریت معمولی در ریخته گری های خوب فرآوری شده) که قدرت تسلیم بالایی ایجاد می کند, چقرمگی خوب و مقاومت قابل توجهی در برابر سوراخ شدن بهبود یافته است, خوردگی شکاف و ترک خوردگی تنش کلریدی نسبت به گریدهای ریختگی آستنیتی معمولی (به عنوان مثال, بازیگران CF8M/316).

"Cu" در نام نشان دهنده افزودن عمدی مس است (≈ 2.7-3.3 درصد وزنی) که مقاومت در برابر برخی مواد شیمیایی احیا کننده و فرسایشی را افزایش می دهد و عملکرد را در محیط های کاویتاسیون یا دوغاب بهبود می بخشد..

شیر دروازه ای از جنس استنلس استیل CD4MCU

ویژگی

قدرت مکانیکی بالا (عملکرد قابل ملاحظه ای بالاتر از ریخته گری CF8M/316 است).
مقاومت در برابر خوردگی موضعی بالا (Mo و N PREN را تقویت می کنند; مس باعث بهبود رفتار در برخی مواد شیمیایی احیا کننده می شود).
مقاومت خوب در برابر فرسایش / حفره برای چرخاندن اجزای مرطوب.
قابلیت استفاده برای هندسه های پیچیده (سرپرست, طومارها, بدنهای).
جوشکاری خوب زمانی که از روش های واجد شرایط و پرکننده های منطبق استفاده می شود.
ریزساختار دوبلکس متعادل چقرمگی مقاوم در برابر آسیب را فراهم می کند و در عین حال مقاومت خستگی را در مقابل بسیاری از آستنیتی ها افزایش می دهد.

3. ترکیب شیمیایی معمول فولاد ضد زنگ CD4MCu

عنصر	دامنه معمولی (وزنی ٪)	نقش / نظر دادن
جف	رده 0.04	پایین نگه دارید تا از بارش کاربید جلوگیری کنید
کلوچه	24.5 - 26.5	فیلم منفعل اولیه; کلید مقاومت در برابر خوردگی عمومی
در	4.5 - 6.5	آستنیت سابق; به تعادل دوبلکس کمک می کند
مس	1.7 - 2.5	مقاومت در برابر سوراخ شدن / شکاف را تقویت می کند
مس	2.7 - 3.3	مقاومت در برابر اسیدهای کاهنده را بهبود می بخشد, رفتار کاویتاسیون/فرسایش
حرف	0.15 - 0.25	تقویت کننده و تقویت کننده PREN قدرتمند
منگنه	رده 1.0	دی اکسید کننده / کمک پردازش
وت	رده 1.0	مقاومت در برابر اکسیداسیون و اکسیداسیون
پ	رده 0.04	کنترل ناخالصی
حرف	رده 0.03	S پایین برای سلامت
با	تعادل	عنصر ماتریس (فریت + وابسته به اوستن)

4. خواص مکانیکی - CD4MCu (ASTM A890 درجه 1A)

در زیر متمرکز است, ارائه درجه مهندسی رفتار مکانیکی معمولی CD4MCu در شرایط عرضه معمول (بازی کردن, راه حل, اب- یا همانطور که توسط ریخته گری مشخص شده است با هوا خاموش شود).

دم (معمولی) خواص مکانیکی - ریخته گری CD4MCu با محلول آنیل شده

دارایی	دامنه معمولی (وت)	دامنه معمولی (امپراتوری)	نظر دهید
استحکام کششی, RM	650 - 780 MPA	94 - 113 ksi	بستگی به اندازه بخش و عمل ریخته گری دارد; بخش های سنگین تر روند کمتری دارند.
0.2% اثبات / بازده, RP0.2	450 - 550 MPA	65 - 80 ksi	برای محاسبات تنش مجاز از مقدار ویژه گرما استفاده کنید.
کشیدگی, بوها (%)	15 - 25 %	-	بر روی نمونه های تست استاندارد اندازه گیری شد; با مقاطع سنگین تر و عیوب ریخته گری کاهش می یابد.
کاهش مساحت, Z (%)	30 - 40 % (معمولی)	-	زمانی که کیفیت ریخته گری بالا باشد، نشان دهنده شکست انعطاف پذیر است.
سختی برینل (HBW)	220 - 280 HB	± 85 - 110 HRB	سختی بالاتر با استحکام بالاتر ارتباط دارد، اما اگر بالاتر از حد انتظار باشد، ممکن است علائم ریزساختاری را نشان دهد.
مدول الاستیسیته, اشمیه	± 190 - 205 معدل	± 27.6 - 29.7 ×10³ ksi	از 200 گیگا پاسکال برای محاسبات سختی استفاده کنید مگر اینکه داده های تامین کننده متفاوت باشد.
charpy v-notch, CVN (اتاق تی)	به طور معمول خوب; مشخص کنید که آیا شکستگی بحرانی است یا خیر (به عنوان مثال, هدف ≥ 20-40 J)	-	CVN گرما است- و وابسته به بخش; اگر چقرمگی حیاتی است نیاز به تست تامین کننده دارد.
خستگی (راهنمایی)	استقامت (نمونه صاف) ≈ 0.30-0.45 × Rm	-	به شدت به پرداخت سطح بستگی دارد, نقص ریخته گری, تنش های پسماند و هندسه جزئیات. تست کامپوننت توصیه می شود.

5. خواص فیزیکی و حرارتی فولاد ضد زنگ CD4MCu

دارایی	ارزش نمایندگی
تراکم	± 7.80 - 7.90 g · cm⁻³
هدایت حرارتی (20 درجه سانتیگراد)	± 12 - 16 W·m-1·K-1
گرمای خاص (20 درجه سانتیگراد)	± 430 - 500 J·kg-1·K-1
ضریب انبساط حرارتی (20-100 درجه سانتیگراد)	± 12.0 - 13.5 × 10⁻⁶ k⁻
مدول الاستیسیته (اشمیه)	± 190 - 205 معدل
ذوب / جامد (تقریبا)	~1375 – 1450 درجه سانتیگراد (وابسته به آلیاژ)

6. عملکرد خوردگی

گودال & شکاف: CD4MCu's Mo + حرف + کروم بالا مقاومت قوی می دهد; PREN در دهه 30 پایین آن را برای آب های شور مناسب می کند, بسیاری از سیستم های آب خنک کننده و جریان های فرآیند حاوی کلرید در دماهای متوسط.
SCC (ترک خوردگی تنشی کلرید): ریزساختار دوبلکس و کسر آستنیت پایینی با هم ارتباط دارند مقاومت بیشتر SCC را نسبت به گریدهای ریخته گری آستنیتی معمولی کلرید می کند;
هر چند, SCC هنوز هم می تواند تحت ترکیب شدید کلرید رخ دهد, دما و تنش کششی.
فرسایش - خوردگی / حفره: افزودن مس و استحکام بالا مقاومت در برابر خوردگی به کمک فرسایش و حفره های حفره ای را بهبود می بخشد; به همین دلیل است که CD4MCu برای پروانه ها و پمپ های دوغاب استفاده می شود.
کاهش دهنده اسیدها: CD4MCu تحمل بیشتری دارد 316 در برخی مایعات کاهنده خفیف, اما اسیدهای کاهنده گرم غلیظ ممکن است به مواد آلیاژی یا پایه نیکل بیشتری نیاز داشته باشند.
محدودیت های دما: برای خدمات طولانی مدت کلرید، قرار گرفتن در معرض سطح یا کمتر از سطوح تایید شده توسط غربالگری آزمایشگاهی را ترجیح می دهند; در دماهای بالا، نرخ خوردگی عمومی و حساسیت حمله موضعی افزایش می یابد.

7. ویژگی های ریخته گری فولاد ضد زنگ CD4MCu

CD4MCu معمولاً به صورت تحویل داده می شود سرمایه گذاری یا ریخته گری شن و ماسه اجزای.

ملاحظات کلیدی ریخته گری:

انجماد و انقباض: انتظار انقباض خطی معمولی در حدود 1.2 تا 2.0٪ را داشته باشید - از فاکتورهای کوچک شدن ریخته گری برای طراحی الگو استفاده کنید.. انجماد جهت دار و رایزرهایی که به درستی قرار داده شده اند از ایجاد حفره های کوچک جلوگیری می کنند.
کنترل ذوب: ذوب القایی کنترل شده, گاز زدایی آرگون و فیلتراسیون سرامیکی باعث کاهش گاز و آخال می شود; ذوب خلاء یا ESR ممکن است برای ریخته گری با بالاترین یکپارچگی استفاده شود.
عیوب معمول ریخته گری: تخلخل گاز, حفره های کوچک شدن, درپوش های غیر فلزی و بسته های سرد - با دریچه های صحیح از آن جلوگیری می شود, تصفیه, گاز زدایی و کنترل ریختن.
عملیات حرارتی پس از ریختگی: آنیل راه حل (بخش را ببینید 8) برای رسیدن به تعادل دوبلکس مورد نظر و انحلال فازهای جدا شده مورد نیاز است. باسن (پرس گرم ایزواستاتیک) می تواند برای بحرانی استفاده شود, قطعات با یکپارچگی بالا برای بستن تخلخل داخلی.
ماشینکاری کمک هزینه & تحمل ها: سهام ماشینکاری واقعی را فراهم کنید (به عنوان مثال, 2-6 میلی متر میزان زبری; کمتر برای ریخته گری سرمایه گذاری) و چهره های بحرانی ماشینکاری شده را مشخص کنید.

8. ساختگی, عملیات حرارتی, و بهترین روش های جوشکاری

عملیات حرارتی

آنیل راه حل بعد از ریخته گری (محدوده دمای معمولی در حدود 1040-1100 درجه سانتیگراد; مشخصات دقیق ریخته گری که باید رعایت شود) با خاموش کردن سریع برای قفل شدن در ریزساختار دوبلکس متعادل و حل کردن رسوبات نامطلوب.
برخی منابع عملیات حرارتی را در حدود 1900 درجه فارنهایت توصیه می کنند (~1038 درجه سانتیگراد) به دنبال آن کوئنچ برای گریدهای دوبلکس ریخته گری; برای دمای دقیق/نگهداری/خاموش کردن، برگه اطلاعات تامین کننده/ریخته گری را دنبال کنید.

جوش

جوش پذیری خوب است, اما کنترل ضروری است: از روش های جوشکاری واجد شرایط استفاده کنید (WPS/WPQ), تطبیق فلزات پرکننده طراحی شده برای شیمی دوبلکس, کنترل دمای بین گذر, و حرارت ورودی را برای حفظ تعادل فاز در HAZ محدود کنید.
آنیل محلول پس از جوش: همیشه برای مونتاژهای تکمیل شده عملی نیست; اگر ممکن نیست, برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی موضعی، آلیاژهای پرکننده مناسب را انتخاب کنید و میزان HAZ را به حداقل برسانید.

ماشینکاری & تشکیل دهنده

ماشین کاری CD4MCu متوسط است; از ابزار کاربید استفاده کنید, تغذیه و خنک کننده مناسب.
گریدهای دوبلکس قوی تر از آستنیتیکس هستند، بنابراین انتظار سایش ابزار بالاتر را دارید. شکل دهی سرد در مقایسه با آستنیتی های شکل پذیر محدود است; بر این اساس نقشه ها را طراحی کنید.

آماده سازی سطح & انفعال

پس از جوش / تعمیر، رنگ حرارتی و ترشی را در صورت لزوم حذف کنید, و سپس با فرآیندهای غیرفعال سازی نیتریک یا سیتریک غیرفعال می شود تا یک فیلم غیرفعال یکنواخت بازیابی شود.

9. کاربردهای صنعتی CD4MCu (ASTM A890 درجه 1A)

CD4MCu به طور گسترده در هندسه ریخته گری استفاده می شود, استحکام بالا و بهبود مقاومت در برابر خوردگی/فرسایش موضعی مورد نیاز است:

اجزای پمپ: سرپرست, پیچ و روکش برای آب دریا, آب شکن, خدمات آب خنک کننده و دوغاب.
بدنهای & دورتر: شیرهای کنترل و ایزوله در فراساحل, تخلیه, شیمیایی, و سیستم های نیروگاهی.
تخلیه & تجهیزات اسمز معکوس: سخت افزار و اتصالات دوار در معرض کلریدها و شرایط گذرا.
خمیر & کاغذ و تجهیزات معدن: پمپ های دوغاب و قطعات مستعد سایش.
فرایند شیمیایی & سیستم خنک کننده: جایی که سطوح کلرید و بار مکانیکی ترکیب می شوند.

10. مزایا & محدودیت ها

مزایای اصلی CD4MCu (ASTM A890 درجه 1A)

مقاومت متعادل و مقاومت در برابر خوردگی: قدرت تسلیم دو برابر 316 لیتر با مقاومت خوردگی قابل مقایسه یا برتر در محیط های کلرید و اسیدی.
عملکرد خدمات ترش برتر: مطابق با NACE MR0175 است, آن را برای محیط های حاوی H2S ایده آل می کند.
قابلیت بازیگری عالی: مناسب برای اجزای پیچیده شکل که ساخت آنها از طریق فرآیندهای فرفورژه دشوار است.
مقرون به صرفه: 30-50% ارزانتر از آلیاژهای مبتنی بر نیکل (به عنوان مثال, Hastelloy C276) در حالی که مقاومت خوردگی مشابهی را در محیط های متوسط ارائه می دهد.
مقاومت در برابر پوشیدن: افزودن مس باعث افزایش مقاومت در برابر سایش و فرسایش می شود, افزایش عمر مفید در برنامه های کاربردی سیال.

محدودیت های کلیدی CD4MCu (ASTM A890 درجه 1A)

پیچیدگی جوش: به کنترل دقیق ورودی گرما و PWHT اجباری نیاز دارد, افزایش هزینه های ساخت در مقایسه با فولادهای آستنیتی.
محدودیت دما: به دلیل تشکیل فاز σ برای سرویس مداوم بالای 450 درجه سانتی گراد مناسب نیست.
حساسیت به عناصر باقیمانده: منگنز (>0.8%) یا ناخالصی های Sn/Pb مقاومت در برابر خوردگی را کاهش داده و خطر ترک خوردگی را افزایش می دهد.
شکل پذیری کمتر از فولادهای آستنیتی: کشیدگی (16-24٪) کمتر از 316 لیتر است (≥40 ٪), محدود کردن استفاده در کاربردهای با تغییر شکل بالا.

11. تحلیل تطبیقی - cd4mcu در مقابل آلیاژهای مشابه

ارزش ها نماینده هستند, فقط برای غربالگری و تهیه پیش نویس مشخصات - همیشه از MTR های تامین کننده استفاده کنید, برگه های اطلاعات سازنده و داده های آزمایشی خاص برنامه برای انتخاب نهایی.

جنبه / الیاژ	cd4mcu (بازیگران دوبلکس)	cf8m / بازی کردن 316 (وابسته به اوستن)	دوتایی 2205 (ساخته شده)	پایه نیکل (به عنوان مثال, C-276)
نکات برجسته ترکیب	Cr ~ 24.5-26.5; در ~4.5-6.5; Mo ~ 1.7-2.5; مس ~ 2.7-3.3; N~0.15-0.25	Cr ~ 16-18; در ~ 10-14; Mo ~ 2-3 (cf8m)	Cr ~ 21-23; در ~4-6.5; مو ~ 3; N~0.08-0.20	Ni و Cr بسیار بالا; قابل توجهی مو (و سایر آلیاژها)
PREN معمولی (غربالگری)	30-35 پوند (به Mo/N بستگی دارد)	~ 24-27	35-40 پوند	>40 (با آلیاژ متفاوت است)
نماینده مکانیک (RM / RP0.2)	Rm 650-780 MPa; Rp0.2 450-550 MPa	Rm ≈ 480-620 MPa; Rp0.2 ≈ 170-300 MPa	Rm ≈ 620-880 MPa; Rp0.2 ≈ 400-520 MPa	متغیر Rm (اغلب 500-900 مگاپاسکال); Rp0.2 به درجه بستگی دارد
مقاومت SCC کلرید	خوب (بهتر از CF8M; مزیت دوبلکس)	متوسط - در شرایط گرم/تنش حساس است	خیلی خوب (یکی از بهترین انتخاب های ضد زنگ برای SCC)	به طور کلی عالی (برای شیمی شدید مهندسی شده است)
گودال / مقاومت در برابر شکاف	عالی (مس + حرف + کلوچه; PREN ~ 30s)	معتاد	خیلی بلند	عالی
فرسایش / مقاومت در برابر حفره	خوب (مس + قدرت بالاتر عملکرد را بهبود می بخشد)	معتاد	خوب (قدرت بالاتر کمک می کند)	متغیر - بستگی به درجه دارد; اغلب برای خوردگی به جای فرسایش انتخاب می شود
قابلیت استفاده / فرم های محصول	به عنوان ریخته گری عالی است (سرپرست, طومارها, بدنهای)	عالی (فرم های ریخته گری به طور گسترده در دسترس است)	در درجه اول ساخته شده (بشقاب, نوار, لوله); برخی از بازیگران دوبلکس وجود دارد اما پیچیده تر است	فرفورژه و ریخته گری; ریخته گری ممکن اما پرهزینه
قابلیت جوشکاری & رفتار HAZ	خوب - به رویه های واجد شرایط و کنترل HAZ نیاز دارد	عالی (316 بخشنده است)	قابل جوش است اما برای حفظ تعادل دوبلکس نیاز به کنترل دقیق دارد	قابل جوش با رویه های واجد شرایط; انتخاب پرکننده حیاتی است
باند هزینه معمولی (مادی)	متوسط-بالا (کمتر از اکثر آلیاژهای نیکل)	پایین (اقتصادی)	متوسط-بالا (مشابه CD4MCu یا بالاتر برای مشخصات بالا)	عالی (آلیاژهای درجه یک)
برنامه های معمولی	سرپرست, پمپ, بدنه شیر برای آب شور/دریا, پمپ های دوغاب, تخلیه, آب خنک کننده	لوله کشی فرآیند عمومی, مخازن, تجهیزات بهداشتی, سرویس کلرید متوسط	خارج از ساحل, تخلیه, خدمات کلرید با مقاومت بالا, سیستم فشار	راکتورهای شیمیایی, خدمات اسید/کلرید شدید, شدت خوردگی بسیار بالا
چه زمانی انتخاب شود	به قطعات ریخته گری پیچیده با استحکام بالا نیاز دارید, حفره/SCC خوب و مقاومت در برابر فرسایش با هزینه متوسط	پروژه های هزینه محور که در آن قرار گرفتن در معرض کلرید کم تا متوسط است و سادگی ساخت مورد نظر است.	زمانی که بالاترین مقاومت و استحکام کلریدی مورد نیاز باشد و فرم فرفورژه قابل قبول باشد	هنگامی که شیمی یا دمای سرویس از قابلیت ضد زنگ/دوبلکس فراتر می رود و هزینه چرخه عمر، حق بیمه را توجیه می کند.

12. پایان

cd4mcu (ASTM A890 درجه 1A زمانی که به صورت دوبلکس ریخته گری مشخص شود) از نظر فنی یک گزینه جذاب برای قطعات ریختگی چرخان و حاوی فشار در یاتاقان کلرید است., خدمات فرسایشی یا حفره ای.

ساختار دوبلکس آن, محتوای مولیبدن و نیتروژن باعث ایجاد مقاومت حفره ای قوی و تحمل SCC می شود در حالی که مس و استحکام بالا مقاومت در برابر فرسایش و آسیب مکانیکی را افزایش می دهند..

برای درک مزایای آلیاژ, تمرین منظم ریخته گری, آنیل محلول مستند, جوشکاری واجد شرایط و NDE مناسب ضروری است.

جایی که شیمی یا دمای سرویس از قابلیت CD4MCu فراتر رود, نمرات فرفورژه دوبلکس یا آلیاژهای پایه نیکل باید ارزیابی شوند.

متداول

"CD4MCu" به چه معناست?

این یک درجه ریخته گری ضد زنگ دوبلکس با ویژگی های ترکیب را نشان می دهد (کلوچه, مس, Cu و N) برای بهبود حفره تنظیم شده است, SCC و مقاومت در برابر فرسایش. معمولاً به عنوان ASTM A890 Grade 1A در مشخصات دوبلکس ریخته گری عرضه می شود..

تفاوت CD4MCu با 2205 فولاد ضد زنگ دوبلکس?

CD4MCu یک است بازی کردن آلیاژ دوبلکس برای ساخت اجزای پیچیده بهینه شده است, با افزودن مس برای کاهش مقاومت اسیدی.

2205 است ساخته شده آلیاژ دوبلکس با محتوای نیتروژن بالاتر (0.14-0.20 درصد وزنی) برای تثبیت آستنیت.

در حالی که هر دو مقادیر PREN مشابهی دارند (~ 34), CD4MCu برای ریخته گری ترجیح داده می شود, وت 2205 برای محصولات فرفورژه استفاده می شود (صفحات, لوله).

آیا CD4MCu برای آب دریا مناسب است?

بله - CD4MCu به طور گسترده برای آب دریا استفاده می شود, کاربردهای آب شور و آب خنک کننده; هر چند, تعیین میزان غربالگری و خوردگی آزمایشگاهی برای خدمات غوطه ور طولانی مدت یا منطقه پاشش.

آیا می توان CD4MCu را در مزرعه جوش داد?

بله - اما جوشکاری به روش های واجد شرایط نیاز دارد, تطبیق فلزات پرکننده دوبلکس, ورودی گرمای کنترل شده و تمیز کردن/غیرفعال سازی پس از جوش. برای مجموعه‌های حیاتی، آزمایش‌های پیش‌صلاحیت و کوپن جوش داده شده را در نظر بگیرید.

CD4MCu چگونه با آن مقایسه می شود 316 بازیگران?

CD4MCu نسبت به ریخته گری CF8M/316 استحکام بالاتر و مقاومت در برابر خوردگی موضعی و SCC بهتری را ارائه می دهد - که عمر طولانی تری را در یاتاقان های کلرید ایجاد می کند., محیط های فرسایشی.

یاد بگیرید

ابزار

شرکت