1. مقدمه
cf8m فولاد ضد زنگ یک آلیاژ استیل ضدزنگ آستنیتی بازیگران است, استاندارد تحت ASTM A351, A743, و A744, با تعیین UNS J92900.
این در واقع معادل بازیگران فرفورژه است 316 فولاد ضد زنگ, ترکیب مولیبدن (مس) به کروم-نیکل (cr-nie) ماتریس برای ایجاد مقاومت پیشرفته در برابر خوردگی موضعی.
ظهور در اواسط قرن بیستم در کنار افزایش تقاضای صنعتی برای مقرون به صرفه, مواد مقاوم در برابر خوردگی,
فولاد ضد زنگ CF8M از آن زمان به عنوان ماده انتخابی در برنامه های مربوط به پردازش شیمیایی تبدیل شده است, قرار گرفتن در معرض دریایی, و محیط های درجه غذا.
آنچه CF8M را از هم جدا می کند ، توانایی منحصر به فرد آن در ترکیب قابلیت بازیگران با مقاومت در برابر خوردگی با کارایی بالا و استحکام مکانیکی است-ویژگی های ویژگی ها که اغلب به طور همزمان در یک آلیاژ واحد یافت نمی شود.
2. ترکیب شیمیایی & ساختار
ترکیب شیمیایی CF8M برای برآورده کردن معیارهای عملکرد مکانیکی خاص و مقاوم در برابر خوردگی کاملاً کنترل می شود. ترکیب اسمی معمولی در زیر نشان داده شده است:
| عنصر | وزن % |
|---|---|
| کربن (جف) | رده 0.08 |
| منگنز (منگنه) | رده 1.5 |
| سیلیکون (وت) | رده 2.0 |
| فسفر (پ) | رده 0.04 |
| گوگرد (حرف) | رده 0.04 |
| کروم (کلوچه) | 18.0–21.0 |
| نیکل (در) | 9.0–12.0 |
| مولیبدن (مس) | 2.0-3.0 |
| اتو کردن (با) | تعادل |
از دیدگاه متالورژی, فولاد ضد زنگ CF8M دارای یک ماتریس کاملاً آستنیتی است (ساختار FCC), که سختی بسیار خوبی را حتی در دمای کرایوژنیک تضمین می کند.
مقدار کنترل شده دلتا فریت (3-10 ٪) برای جلوگیری از ترک خوردگی گرم در هنگام جامد شدن ، اغلب در ریزساختار وجود دارد, به خصوص در ریخته گری های ضخیم تر.
این ساختار فاز دوتایی همچنین به جوشکاری و پایداری مکانیکی کمک می کند.
افزودن مولیبدن نقش مهمی در سرکوب تشکیل فاز بین فلزی دارد و مقاومت در برابر گودال و خوردگی شکاف را تقویت می کند.
محتوای کربن کم (رده 0.08%) خطر بارش کاربید را در مرزهای دانه کاهش می دهد, بنابراین مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای را بهبود می بخشد.
3. استانداردها & معادل ها
CF8M در کدهای مختلف جهانی استاندارد شده است, اطمینان از کاربرد بازار متقابل:
| استاندارد | تعیین |
|---|---|
| عید | A351/A743/A744 CF8M |
| ما | J92900 |
| در | 1.4408 (gx5crnimo19-11-2) |
| ISO | x5crnimo17-12-2 |
| او است (بازی کردن) | SCS14 |
این به طور مستقیم با فرفورژه قابل مقایسه است 316 فولاد ضد زنگ (S31600 ایالات متحده), اگرچه نسخه بازیگران ممکن است محتوای فریت کمی متفاوت و تحمل مکانیکی داشته باشد.
4. خصوصیات مکانیکی و فیزیکی فولاد ضد زنگ CF8M
| دارایی | ارزش / دامنه |
|---|---|
| استحکام کششی (بیدر) | 485-620MPA |
| قدرت عملکرد (0.2% جبران کردن) | 205-275MPa |
| کشیدگی در شکستگی | 30 ≥ |
| سختی برینل (HB) | 150- 200 |
| سختی تأثیرگذاری چارپی (RT) | 60J |
| حد خستگی (10⁷ چرخه) | 200 میلیون پوند |
| تراکم | 7.98 گرم در سانتی متر مربع |
| هدایت حرارتی (100 درجه سانتیگراد) | ~ 16w/m · k |
| انبساط حرارتی (20-100 درجه سانتیگراد) | 16.5 × 10 ⁻⁶/k |
| ظرفیت گرمای خاص | 500J/کیلوگرم · k |
| مقاومت الکتریکی (20 درجه سانتیگراد) | ~ 0.74μΩ · متر |
| مدول الاستیک | ~ 193GPA |
| نفوذپذیری مغناطیسی | 1.02 پوند (غیر مغناطیسی) |
| دامنه ذوب | ~ 1370-1400 درجه سانتیگراد |
| انقباض خطی (بازی کردن) | 1.8-2.2 ٪ |
5. مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ CF8M
فولاد ضد زنگ CF8M به خاطر آن شناخته شده است مقاومت در برابر خوردگی برجسته, به ویژه در غنی از کلرید, اسیدی, وت محیط های دریایی.
این به دلیل ترکیب با دقت متعادل آن است, از جمله مولیبدن (2.0-3.0 ٪),
که به طور قابل توجهی آن را تقویت می کند مقاومت در برابر گودال وت خوردگی مقاومت, آن را به یک انتخاب مناسب برای کاربردهای مهم صنعتی.
مقاومت در برابر خوردگی عمومی
نمایشگاه های cf8m مقاومت عالی به خوردگی عمومی در محیط های مختلف, از جمله اسیدهای خفیف وت راه حل های کلرید.
آلیاژ کروم محتوا فرم های a لایه اکسید محافظ روی سطح آن, که از تخریب بیشتر جلوگیری می کند.
این باعث می شود CF8M برای استفاده در آن ایده آل باشد راکتورهای شیمیایی, مبدلهای حرارتی, وت سیستم لوله کشی در معرض اسیدهای رقیق یا مواد شیمیایی تهاجمی.
مقاومت در برابر خوردگی
در تعداد معادل مقاومت مقاومت (چوب) از CF8M به طور معمول است 23- 25, که نشان دهنده مقاومت بالای آن در برابر است خوردی موضعی مانند گودال وت خوردگی در محیط های کلرید.
در مقایسه با cf8 (304 بازی کردن), که در اطراف آن وجود دارد 17, CF8M آن را در محیط های بسیار پرخاشگرانه مانند آب دریا یا راه حل های پردازش شیمیایی.
به عنوان مثال, در آزمایشات قرار گرفتن در معرض آب دریا, اجزای CF8M تحت تأثیر قرار نگرفتند گودال یا خوردگی بیش از حد شش ماه, در حالی که cf8 در کمتر از سه ماه خوردگی معنی داری به نمایش گذاشت.
ترک خوردگی استرس (SCC) مقاومت
فولاد ضد زنگ CF8M دارد مقاومت برتر به ترک خوردگی استرس (SCC), به ویژه در محیط های تحمل کلرید, به دلیل کم بودن کربن و وجود مولیبدن.
در حالی که تمام فولادهای ضد زنگ آستنیتی مستعد ابتلا به SCC هستند, CF8M عملکرد بهتری از دارد cf8 (304 بازی کردن), که بیشتر مستعد ترک خوردگی تحت استرس در راه حل های غنی از کلرید است.
در آزمایشاتی که CF8M در معرض آن قرار داشت استرس کششی بالا وت محیط های کلرید, آلیاژ نشان داد بدون ترک خوردگی, در هر صورت cf8 در طی چند هفته در شرایط مشابه ترک خوردگی قابل مشاهده به نمایش گذاشته شد.
این باعث می شود CF8M برای برنامه های کاربردی مناسب باشد محیط های دریایی, پردازش شیمیایی, وت سیستم لوله کشی در معرض استرس کششی بالا.
مقایسه با سایر آلیاژهای فولاد ضد زنگ
در مقایسه با cf8 (304 بازی کردن) وت cf3m (316بازیگران), نمایشگاه های cf8m مقاومت در برابر خوردگی برتر در بین عوامل مختلفی مانند گودال, خوردگی, و خوردگی عمومی.
افزودن از مولیبدن مقاومت CF8M را در برابر افزایش می دهد گودال ناشی از کلرید, ارائه قابل اعتمادتر گزینه ای برای صنایع سر و کار آب دریا یا قرار گرفتن در معرض شیمیایی.
در اینجا یک مقایسه سریع وجود دارد:
| دارایی | cf8m | cf8 (304 بازی کردن) | cf3m (316بازیگران) |
|---|---|---|---|
| محتوای مو | 2.0-3.0 ٪ | هیچ کدام | 2.0-3.0 ٪ |
| مقاومت در برابر گودال (چوب) | 23- 25 | 17 | 23- 25 |
| خوردگی عمومی | عالی | معتاد | عالی |
| خوردگی | عالی | ضعیف | عالی |
| ترک خوردگی استرس | خوب | ضعیف | خوب |
cf8m's مقاومت در برابر گودال, مقاومت در برابر خوردگی عمومی, وت مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس همه به طور قابل توجهی بهتر از هستند cf8 (304 بازی کردن), در حالی که عملکرد قابل مقایسه با cf3m (316بازیگران).
این باعث می شود ماده ترجیحی در محیط های خشن که در آن مقاومت در برابر خوردگی مهم است.
مقاومت در برابر اسیدهای تحمل گوگرد
فولاد ضد زنگ CF8M به ویژه در برابر مقاوم است اسید سولفوریک و دیگری اسیدهای تحمل گوگرد.
عملکرد آن در این محیط ها بسیار مناسب است برنامه های پردازش شیمیایی, مانند راکتور وت مبدلهای حرارتی دست زدن اسید سولفوریک.
برخلاف سایر مواد, CF8M در برابر تخریب از اسید سولفوریک تا 10% غلظت, اطمینان از ماندگاری و کاهش هزینه های نگهداری.
6. مناسب بودن ریخته گری برای فولاد ضد زنگ CF8M
هنگام مشخص کردن فولاد ضد زنگ CF8M برای اجزای بازیگران, مهندسان از ماده ای که ترکیب می شود بهره مند می شوند مقاومت در برابر خوردگی عالی با قابلیت بازی.
در زیر ویژگی های کلیدی و فرآیندهای توصیه شده که CF8M را به یک انتخاب ایده آل در صنایع خواستار تبدیل می کند.
ویژگی های مناسب بودن کلیدی
سیالیت خوب
اول و مهمتر, CF8M هنگام ریختن به راحتی در قالب ها جریان می یابد 1 550–1 600 درجه سانتیگراد, دستیابی به سیالیت 250-300 میلی متر (ISO 243).
این سطح از سیالیت پشتیبانی می کند بخش های نازک به پایین به 4 میلی متر و هندسه های پیچیده و بدون تعطیلی سرد.
انقباض متوسط
علاوه بر این, CF8M یک انقباض خطی قابل پیش بینی از 1.8–2.2 %, که می تواند به طور موثری جبران شود کمک هزینه الگوی وت طراحی.
با مدل سازی جامد سازی با CFD یا حرارتی, ریخته گری ها می توانند تخلخل خط مرکزی را به حداقل برسانند و تحمل های بعدی را به دست آورند.
گرایش کمرنگ گرم
علاوه بر, کنترل شده 3–7 % د - فریت محتوای ریزساختار CF8M به طور قابل توجهی ترک خوردگی را کاهش می دهد.
در نتیجه, حتی در بخش هایی با تغییرات متقابل ناگهانی, آلیاژ در برابر اشکهای داغ مقاومت می کند و صداقت را حفظ می کند.
جوش داده شده
ریخته گری های استیل ضد زنگ CF8M استاندارد را می پذیرند 316/316l فلزات پرکننده و افتخار می کند قابلیت جوشکاری عالی, با تشکر از ساختار کم کربن و متعادل فریت - آستونیت.
بازپرداخت محلول پس از سلطنت ، مقاومت بیشتر در برابر خوردگی را بازیابی می کند, تضمین تعمیرات بادوام.
تطبیق پذیری درمان گرما
بالاخره, CF8M به خوبی به بازپخت راه حل (1 040–1 100 درجه سانتیگراد) و خاموش شدن سریع.
استرس - درمان های اعتباری در 650-750 درجه سانتیگراد همچنین می تواند فشارهای باقیمانده را بدون به خطر انداختن انفعال کاهش دهد, اعطای انعطاف پذیری طراحان در پردازش پایین دست.
روش های مناسب برای ریخته گری برای فولاد ضد زنگ CF8M
| روش | مورد استفاده | مزایا | پایان سطح | دقت | ملاحظات |
|---|---|---|---|---|---|
| ریخته گری | محفظه پمپ بزرگ, بدنهای | هزینه - برای سنگین, قسمتهای بزرگ; هندسه قالب انعطاف پذیر | RA 6-12 میکرومتر | 0.5 ± خطی | برای کنترل تخلخل نیاز به کیفیت شن و ماسه خوب و طراحی دارد |
| قالب گیری پوسته | قطعات ترکیبی متوسط, اجزای با ارزش بالا | جزئیات خوب, پایان سطح برتر; قالب سفت و سخت تحریف را کاهش می دهد | RA 3-6 میکرومتر | 3 /0 ٪ خطی | هزینه ابزار بالاتر; بهترین برای حجم متوسط |
| ریخته گری سرمایه گذاری | کوچک, اشکال پیچیده (سرپرست, اتصالات) | جزئیات عالی و پایان; ماشینکاری حداقل | رگ < 3 μM | 0.1 میلی متر | هزینه هر بخش بالاتر; محدود به ریخته گری های کوچکتر |
| ریخته گری | قطعات استوانه ای (لوله, بوش, روتور) | چگالی افزایش یافته, قدرت جهت دار, حداقل تخلخل | RA 6-10 میکرومتر | 4 /0 ٪ خطی | به تجهیزات تخصصی نیاز دارد; هندسه محدود به محور متقارن |
7. جوش & عملیات حرارتی فولاد ضد زنگ CF8M
CF8M با استفاده از فرآیندهای معمولی مانند GTAW به راحتی قابل جوش است (تیغ), لقمه (چسبیدن), و GMAW (من).
فلزات پرکننده مانند ER316L یا E316L-16 معمولاً برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی در سراسر منطقه جوش توصیه می شود.
هر چند, احتیاط باید در مورد ورودی گرما اعمال شود.
گرمای بیش از حد می تواند منجر به حساسیت - اطلاعات کاربیدهای کروم در مرزهای دانه شود - که مقاومت در برابر خوردگی را به خطر می اندازد. برای کاهش این:
- بازپخت راه حل پس از جوش اغلب در دمای 1040-1120 درجه سانتیگراد انجام می شود, پس از آن خاموش شدن سریع.
- برای جلوگیری از تشکیل فاز سیگما از خنک شدن آهسته در محدوده 600-850 درجه سانتیگراد خودداری کنید.
برای برنامه های مهم, درمان با استرس ممکن است در دمای 650 درجه سانتیگراد به مدت 1-2 ساعت انجام شود, به خصوص برای کاهش فشارهای باقیمانده از ماشینکاری یا جوشکاری.
8. برنامه های اصلی
مقاومت در برابر خوردگی CF8M, قدرت مکانیکی, و قابلیت بازیگری آن را برای برنامه های کاربردی در صنایع مختلف ایده آل می کند:
- پردازش شیمیایی: راکتور, مخازن, فلنج, پمپ
- روغن & گاز: شیرهای زیرزمینی, جدا کننده, و اتصالات
- دریایی: شفت, سرپرست, سیستم های لوله کشی آب دریا
- غذا & داروخانه: دریچه های استریل, اتصالات لوله, مخلوط کردن تیغه ها
- نیروگاه: توربین, کندانسر, انژکتورهای سوخت
9. مقایسه با مواد جایگزین
فولاد ضد زنگ CF8M به دلیل تعادل مقاومت در برابر خوردگی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد, خصوصیات مکانیکی, و قابلیت بازیگری.
هر چند, در انتخاب مواد, مقایسه CF8M در برابر نمرات بازیگران استیل ضد زنگ جایگزین و معادل های فرفورژه برای تعیین مناسب بودن برای محیط های خدمات خاص ضروری است.
در اینجا یک مرور کلی تطبیقی آورده شده است:
| دارایی / نشان | cf8m (بازی کردن 316) | cf8 (بازی کردن 304) | cf3m (کم 316L کم) | cf8c (347 نوع تثبیت شده) | ساخته شده 316 / 316l ss |
|---|---|---|---|---|---|
| نکات برجسته ترکیب | کلوچه 18%, در 9%, MO 2-3 ٪ | کلوچه 18%, در 8% | کلوچه 18%, در 9%, MO 2-3 ٪, ج 0.03% | کلوچه 18%, در 10%, تثبیت شده NB | مشابه CF8M / cf3m |
| مقاومت در برابر خوردگی (چوب) | 25 پوند (متوسط تا زیاد) | 19-20 پوند (پایین) | 25-26 پوند (عالی, مخصوصاً در جوش) | 20-21 پوند | 25- 26 (ساخته شده دانه یکنواخت تر) |
| مقاومت کلرید | خوب | عادلانه | خیلی خوب | منصفانه به خوب | عالی در L درجه |
| قابلیت جوشکاری | عالی | عالی | برتر (خطر کم حساسیت) | عالی (به دلیل تثبیت NB) | عالی |
| مقاومت در برابر ترک خوردگی داغ | خوب (با فریت کنترل شده) | معتاد | بهتر (پایین c, بیشتر فریت) | خیلی خوب | خیلی خوب |
| استحکام کششی (MPA) | ~ 485-585 | 450-550 پوند | 450-550 پوند | 500-600 پوند | 500-620 پوند |
کشیدگی (%) |
30-35 پوند | 30-40 پوند | 35-40 پوند | 30-35 پوند | 40-50 پوند |
| خزیدن & پایداری با سرعت بالا | متوسط تا 600 درجه سانتیگراد | معتاد | پایین (قدرت خزش محدود) | برتر (NB رشد دانه را تثبیت می کند) | بهتر از نمرات بازیگران (به طور کلی) |
| قابلیت استفاده | عالی | عالی | خوب (پایین تر C ممکن است سیالیت را کاهش دهد) | معتاد | قابل اجرا نیست |
| قابلیت تغییر | منصفانه به خوب | خوب | عادلانه | عادلانه | خوب |
| برنامه های معمولی | دریچه, پمپ, بازیگران دریایی | معماری, تجهیزات عمومی | قطعات زیستی/دارویی, کشتی های کم مصرف | پتروشیمی, خدمات با سرعت بالا | رگهای فشار, لوله ساختاری |
| هزینه | معتاد | پایین | کمی بالاتر | بالاتر | بالاتر (هزینه پردازش فرفورژه) |
غذای اصلی
- cf8m vs. cf8: CF8M به دلیل مولیبدن مقاومت در برابر خوردگی بهتری ارائه می دهد اما کمی گرانتر است. ایده آل برای دریایی, مواد غذایی, و کاربردهای فرآیند شیمیایی.
- cf8m vs. cf3m: CF3M قابلیت جوشکاری بهتر و کاهش خطر حساسیت دارد, آن را در محیط های بسیار خورنده و ساختارهای جوش داده شده ارجح می دهد, مانند کشتی های دارویی.
- cf8m vs. cf8c: CF8C برای برنامه های درجه حرارت بالا برتر است, با تشکر از تثبیت نیوبیوم که باعث تقویت قدرت خزش می شود.
- cf8m vs. ساخته شده 316/316سعادت: مواد فرفورژه انعطاف پذیری بهتر و پایان سطح را فراهم می کنند, اما CF8M انعطاف پذیری طراحی را برای بزرگ ارائه می دهد, مؤلفه های پیچیده.
10. پایان
به طور خلاصه, فولاد ضد زنگ CF8M یک آلیاژ ریخته گری با کارایی بالا برای استفاده در محیط های خورنده و مکانیکی خواستار است.
شیمی بهینه شده Cr-Ni-Mo آن, ریزساختار آستنیتی-فریتیک متعادل, و قابلیت بازیگری عالی آن را به یک ماده قابل اعتماد در صنایع اعم از نفت و گاز گرفته تا دارویی تبدیل می کند.
چه در شرایط دریایی تهاجمی و چه در محیط های پردازش مواد غذایی استریل مستقر شود, CF8M به طور مداوم قابل اعتماد است, عملکرد بلند مدت.
CF8M یک معیار صنعت برای مهندسان و متالورژیست ها است که به دنبال یک راه حل مقرون به صرفه با مقاومت برجسته در برابر خوردگی و استرس مکانیکی هستند.
LangHe در صورت نیاز به کیفیت بالا ، انتخاب مناسبی برای نیازهای تولیدی شما است ریخته گری های استیل ضد زنگ.
