فولاد ضد زنگ CF3M - که با تعیین آن نیز شناخته شده است en-js 316lm (1.4408) و معادل ASTM A351 cf3m-به عنوان یک ماده سنگ بنای سنگ در ریخته گری های مقاوم در برابر خوردگی.
برای محیط های خواستار مهندسی شده است, CF3M سختی استیل ضد زنگ آستنیتی را با همه کاره بودن چدن ترکیب می کند.
در این مقاله, ما شیمی آن را کشف می کنیم, ساختار, رفتار خوردگی, عملکرد مکانیکی, روشهای ریخته گری, پروتکل های جوشکاری, برنامه, و نحوه مقایسه آن با مواد جایگزین.
1. مقدمه
فولاد ضد زنگ SA-351 CF3M متعلق به خانواده فولادهای ضد زنگ بازیگران آستنیتی است, در اواسط قرن بیستم توسعه یافته است تا مقاومت خوردگی ضد زنگ 300 سری را در اجزای بازیگران گسترش دهد.
در حالی که فرفورژه 316L ضد زنگ حاکم بر لوله و ورق است, CF3M همان کربن کم را تطبیق می دهد, شیمی تحمل مولیبدن به ریخته گری ها-ایدا برای اشکال پیچیده مانند محفظه های پمپ و بدنهای دریچه.
برخلاف نمرات خاکستری آهن یا 304L بازیگران (cf8), CF3M در برابر خوردگی و خوردگی در رسانه های غنی از کلرید مقاومت می کند, پل زدن شکاف عملکرد بین چدن و فولاد آلیاژ بالا.
2. ترکیب شیمیایی & ساختار
| عنصر | دامنه (% دنباله) | هدف |
|---|---|---|
| کربن (جف) | رده 0.03 | از بارش کاربید کروم جلوگیری می کند |
| کروم (کلوچه) | 16.0 - 18.0 | یک لایه اکسید منفعل تشکیل می دهد; سد خوردگی اولیه |
| نیکل (در) | 10.0 - 14.0 | ماتریس آستنیتی را تثبیت می کند; سختی را تقویت می کند |
| مولیبدن (مس) | 2.0 - 3.0 | مقاومت گودال را تقویت می کند و pren را به ≈ افزایش می دهد 25 |
| منگنز (منگنه) | رده 2.0 | قدرت داغ را بهبود می بخشد; گوگرد را خنثی می کند |
| سیلیکون (وت) | رده 1.0 | به عنوان deoxidizer عمل می کند; سیالیت را بهبود می بخشد |
| فسفر (پ) | رده 0.045 | آغوش را به حداقل می رساند |
| گوگرد (حرف) | رده 0.03 | برای جلوگیری از ترک خوردگی محور کم نگه داشته شده است |
CF3M به A تبدیل می شود ماتریس کاملاً آستنیتی در دمای اتاق, اجتناب از فریت, فاز سیگما, یا کاربیدهای کروم در هنگام گرم شدن صحیح.
در کربن کم محتوا (رده 0.03%) وت مولیبدن افزودنی ها به صورت کنسرت کار می کنند تا بتوانند تشکیل کاربید کروم را در امتداد مرزهای دانه مهار کنند,
حفظ مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای حتی پس از جوشکاری.
3. مقاومت در برابر خوردگی
CF3M عملکرد برجسته ای را در رسانه های تهاجمی به نمایش می گذارد:
- خوردگی عمومی: نرخ به همان اندازه 0.05 mm/yr در آب آشامیدنی و 0.1 میلی متر در سال در آب دریا در 25 درجه سانتیگراد
- خوردگی/خوردگی: چوب 25 (گرفتن = ٪ cr + 3.3× ٪ ماه + 16× ٪ n) بهره برداری را در 1 % راه حل های کلرید در دمای محیط
- مقاومت در برابر اسید: برتر از CF8 (304بازیگران) در اسیدهای گوگرد و فسفریک به دلیل محتوای MO
- دریایی & خارج از ساحل: در معرض قرار گرفتن در معرض مداوم اسپری نمک با حداقل کاهش وزن (< 0.02 g/m² · روز در تست های ASTM B117)
4. خصوصیات مکانیکی و فیزیکی فولاد ضد زنگ CF3M
خصوصیات مکانیکی
در دمای اتاق, CF3M ارائه می دهد:
| دارایی | ارزش |
|---|---|
| استحکام کششی (بیدر) | 515 - 620 MPA |
| قدرت عملکرد (0.2% جبران کردن) | 205 - 275 MPA |
| کشیدگی در شکستگی | ≥ 35 % |
| سختی برینل (HBW) | 180 - 230 |
| تأثیر چارپی (RT) | ≥ 80 j |
| حد خستگی (10⁷ چرخه) | ~ 240 MPA |
خصوصیات فیزیکی
| دارایی | ارزش |
|---|---|
| تراکم | 7.98 گرم در سانتی متر مربع |
| هدایت حرارتی (20درجه سانتیگراد) | ~ 14.6 w/m · k |
| انبساط حرارتی (20-100 درجه سانتیگراد) | 16.0-17.5 میکرومتر در متر · k |
| ظرفیت گرمای خاص (20درجه سانتیگراد) | 500 j/kg · k |
| مقاومت الکتریکی (20درجه سانتیگراد) | ~ 0.74 میکروگرم · متر |
| مدول (مدول الاستیک) | GPA 193 پوند |
| نفوذپذیری مغناطیسی نسبی | ~ 1.0-1.05 |
| دامنه ذوب | 1370-1400 درجه سانتیگراد |
| نرخ انقباض ریخته گری | 1.5-2.0 ~ |
5. مناسب بودن ریخته گری برای فولاد ضد زنگ CF3M
فولاد ضد زنگ CF3M, یک نوع کم کربن از 316 آلیاژهای بازیگران ضد زنگ, ویژگی های ریخته گری مطلوب را نشان می دهد که از استفاده گسترده آن در مقاوم در برابر خوردگی پشتیبانی می کند, اجزای یکپارچگی بالا.
ویژگی های مناسب بودن کلیدی:
- سیالیت خوب: با دمای ریختن به طور معمول بین 1550-1600 درجه سانتیگراد, CF3M سیالیت کافی برای پر کردن هندسه های پیچیده قالب وت بخش های دیواری نازک (>3-5 میلی متر).
وجود نیکل و مولیبدن بیشتر از ثبات ذوب و عملکرد پر کردن قالب پشتیبانی می کند. - انقباض متوسط (1.5-2.0 ~): CF3M نمایشگاه انقباض قابل پیش بینی را نشان می دهد, امکان جبران خسارت مؤثر از طریق کمک هزینه الگوی, طراحی, و استفاده از آستین های گرمازدایی.
رفتار انقباض آن را می توان با استفاده از ابزارهای شبیه سازی حرارتی مدرن مدل و مدیریت کرد. - تمایل کم ترک خوردگی گرم: ساختار کاملاً آستنیتی CF3M, همراه با محتوای کم کربن آن (رده 0.03%),
منجر به ترک خوردگی حداقل استحکام می شود, حتی در ریخته گری های هندسی محدود یا بخش ضخیم. - قابلیت جوشکاری عالی: CF3M CAST با استفاده از فلزات پرکننده آستنیتی استاندارد مانند ER316L قابل ترمیم است.
میزان کم کربن آن بارش کاربید را در هنگام جوشکاری محدود می کند, به حداقل رساندن خطر خوردگی بین دانه ای.
بازپخت راه حل پس از جوش اغلب برای بازگرداندن مقاومت در برابر خوردگی کامل اعمال می شود. - سازگاری با عملیات حرارتی: CF3M به خوبی پاسخ می دهد بازپخت راه حل (1040-1100 درجه سانتیگراد) وت فروکش,
که ریزساختار را همگن می کند, کاربیدهای باقیمانده را حل کنید, و مقاومت در برابر خوردگی را به حداکثر برسانید.
درمان های استرس همچنین می تواند برای کاهش فشارهای باقیمانده در ریخته گری های بزرگ استفاده شود.
روش های ریخته گری مناسب:
CF3M به خوبی با روش های چندگانه ریخته گری سازگار است, هر یک از مزایای مشخصی را ارائه می دهد:
| روش | نقاط قوت | تحمل های معمولی & پایان |
|---|---|---|
| ریخته گری | مقرون به صرفه برای بزرگ, اشکال ساده | 0.5 ± % خطی, RA 6-12 میکرومتر |
| قالب گیری پوسته | تحمل های تنگ, جزئیات دقیق | 0.3 پوند % خطی, RA 3-6 میکرومتر |
| ریخته گری سرمایه گذاری | هندسه های پیچیده, دیوارهای نازک (<2 میلی متر) | ± 0.2 % خطی, رگ <3 μM |
| ریخته گری | چگالی, حداقل تخلخل در قسمت های لوله ای | ± 0.4 % خطی, RA 6-10 میکرومتر |
6. جوش & عملیات حرارتی از فولاد ضد زنگ CF3M
فولاد ضد زنگ CF3M به دلیل قابلیت جوشکاری عالی و پاسخ به عملیات حرارتی به طور گسترده ای شناخته می شود.
این خصوصیات یکپارچگی ساختاری را تضمین می کند, مقاومت در برابر خوردگی, و عملکرد مکانیکی در ساخت و خدمات پس از ریخته گری.
قابلیت جوشکاری CF3M
یکی از نقاط قوت CF3M در عالی است قابلیت جوشکاری, به خصوص در مقایسه با فولادهای ضد زنگ کربن یا فریتیک.
مقدار کم کربن (رده 0.03%) به طور قابل توجهی خطر بارش کاربید کروم را کاهش می دهد, پدیده ای که باعث خوردگی بین دانه ای در منطقه تحت تأثیر گرما می شود (خندق).
خصوصیات کلیدی جوشکاری:
- پیش گرم: به طور معمول به دلیل ساختار آستنیتی مورد نیاز نیست, گرچه پیش گرم شدن (100-150 درجه سانتیگراد) ممکن است برای بخش های ضخیم برای کاهش شیب های حرارتی استفاده شود.
- فلز پرکننده: استفاده از پرکننده های تطبیق یا کمی بیش از حد مانند ER316L یا ER317L برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی و انعطاف پذیری توصیه می شود.
- کنترل ورودی گرما: ورودی گرمای کنترل شده برای جلوگیری از ترک خوردگی و اطمینان از حداقل تشکیل فریت-فریت ضروری است (به طور معمول 3-10 ٪ مطلوب).
- تمیز کردن پس از جوشکاری: ترشی یا غیرفعال توصیه می شود مقاومت در برابر خوردگی را بر روی سطح جوش بازگردانید.
عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT)
در حالی که کربن کم CF3M خطر حساسیت را کاهش می دهد, برنامه های خاص-به ویژه آنهایی که در محیط های شیمیایی تهاجمی یا نیاز به مقاومت در برابر خوردگی حداکثر دارند-ممکن است از پس از جوش بهره مند شوند عملیات حرارتی.
بازپخت راه حل:
- دامنه دما: 1040-1100 درجه سانتیگراد (1900-2010 درجه فارنهایت)
- هدف: هر کاربیدهای غنی از کروم را که در طول جوش تشکیل شده و ریزساختار کامل آستنیتی را بازیابی می کند ، حل می کند
- فروکش: خاموش شدن سریع آب یا هوا برای جلوگیری از حساسیت و تشکیل فاز سیگما ضروری است
استرس تسکین (هنگامی که بازپرداخت راه حل امکان پذیر نیست):
- دامنه دما: 300-400 درجه سانتیگراد
- اثر: فشارهای باقیمانده را کاهش می دهد بدون اینکه مقاومت در برابر خوردگی را به طور قابل توجهی تغییر دهد
- محدودیت: کاربیدها یا حساسیت معکوس را حل نمی کند
7. برنامه های اصلی فولاد ضد زنگ CF3M
تجهیزات فرایند شیمیایی
- پمپ: فولاد ضد زنگ CF3M برای پمپ های مورد استفاده در حمل و نقل مایعات خورنده ایده آل است, به ویژه در برنامه هایی که شامل راه حل های اسیدی یا قلیایی هستند.
- دریچه: در پردازش شیمیایی و صنایع دارویی استفاده می شود, CF3M دوام و مقاومت در برابر خوردگی را در شرایط فشار بالا و درجه حرارت بالا فراهم می کند.
- مبدلهای حرارتی: مقاومت در برابر خوردگی عالی آن و ثبات در دمای بالا ، CF3M را به یک ماده ایده آل برای مبدل های حرارتی که رسانه های تهاجمی دارند.
- کشتی های راکتور: برای راکتورها مواد شیمیایی خورنده را پردازش می کنند, CF3M دوام طولانی مدت را فراهم می کند و هزینه های نگهداری را به حداقل می رساند.
برنامه های دریایی و دریایی
- سیستم عامل های خارج از ساحل: در اجزای ساختاری و سیستم های لوله کشی در معرض آب دریا و جو دریایی استفاده می شود.
- دریایی سخت افزار: دریچه, پمپ, و سایر مؤلفه هایی که برای مقاومت در برابر مواجهه مداوم در برابر شرایط شور ، مقاومت در برابر خوردگی بالا دارند.
- کشتی سازی: قطعات بحرانی مانند Rudders, شفت های پروانه, و اجزای هال از توانایی CF3M در مقاومت در برابر خوردگی آب دریا و حفظ یکپارچگی تحت فشارهای مکانیکی بهره مند می شوند.
اجزای صنعت مواد غذایی و دارویی
- تجهیزات پردازش مواد غذایی: CF3M در تجهیزات استفاده می شود که مواد تمیز کننده تهاجمی و دمای شدید را کنترل می کند, مانند مخلوط کردن مخازن, خط لوله, و دریچه ها.
- تولید دارویی: CF3M به طور گسترده ای در ساخت قطعات مانند راکتورها و میکسرها استفاده می شود, جایی که محیط های بدون آلودگی لازم است.
- بطری و بسته بندی: قطعات موجود در خطوط تولید نوشیدنی, مانند نازل و اتصالات, از مقاومت CF3M در برابر راه حل های اسیدی و قلیایی بهره مند شوید.
نیروگاه & صنایع سنگین
- سیستم لوله کشی در نیروگاه های درجه حرارت بالا که مایعات بخار و شیمیایی را کنترل می کنند.
- رگهای فشار وت قطعات توربین که در برابر درجه حرارت بالا به مقاومت نیاز دارد, دوچرخه سواری حرارتی, و رسانه های خورنده.
- مبدلهای حرارتی در نیروگاه های سر و کار با گازهای گرم یا آب خنک کننده که ممکن است حاوی آلاینده های تهاجمی باشد.
صنعت نفت و گاز
- تجهیزات پایین سوراخ: CF3M در مؤلفه هایی مانند Wellheads استفاده می شود, دریچه, و لوله هایی که در هنگام استخراج روغن به مقاومت استثنایی در برابر خوردگی و سایش نیاز دارند.
- سیستم های خط لوله: عملکرد عالی آن در هر دو شیرین وت ترش محیط ها آن را برای خطوط لوله با فشار زیاد نفت و گاز مناسب می کند.
- تجهیزات پالایش: CF3M معمولاً در مبدلهای حرارتی, راکتور, وت واحدهای ترک در پالایشگاه هایی که گاز ترش و سایر مواد خورنده را پردازش می کنند.
سایر برنامه های مهم
- کشتی های فشار و راکتورها: مقاومت CF3M در برابر ترک خوردگی استرس و استحکام کششی عالی ، آن را برای کاربردهای پر فشار مانند در راکتورهای شیمیایی یا عروق با درجه حرارت بالا ایده آل می کند.
- اجزای توربین و کمپرسور: مقاومت آنها در برابر اکسیداسیون در درجه حرارت بالا ، قابلیت اطمینان را در توربین وت کمپرسو در صنایع هوافضا و تولید برق.
8. استانداردها, معادل ها & مشخصات
| بدنه استاندارد | تعیین | متناسب |
|---|---|---|
| در | en-js 316lm / 1.4408 | - |
| عید | A351 cf3m | - |
| ISO | ISO 1083 en-gjn-316lm | - |
| او است | SUH316LM | SUS316L (ساخته شده) |
| نروسک | از 17460 GG-316lm | - |
مشخصات خرید معمولی برای ASTM A351 CF3M ریخته گری با بازرسی رادیوگرافی, محدودیت سختی از 200 HB Max, و تأیید PMI محتوای MO.
9. مقایسه فولاد ضد زنگ CF3M با مواد جایگزین
| دارایی / مادی | cf3m (316بازیگران) | cf8m (316 بازی کردن) | CF3 (304بازیگران) | cf8c (317 بازی کردن) | 316سعادت (ساخته شده) |
|---|---|---|---|---|---|
| میزان کربن (حداکثر, %) | 0.03 | 0.08 | 0.03 | 0.08 | 0.03 |
| محتوای مولیبدن (%) | 2-3 | 2-3 | هیچ کدام | 3-4 | 2-3 |
| مقاومت در برابر گودال (چوب) | 25 پوند | 25 پوند | 18 پوند | 30 پوند | 25-27 پوند |
| مقاومت کلرید | عالی | متوسط | کم جهت | خیلی بلند | عالی |
| خطر خوردگی بین دانه ای | خیلی کم | معتاد | کم | معتاد | خیلی کم |
| استحکام کششی (MPA) | 485-620 پوند | 485-620 پوند | 450-600 پوند | >600 | 515–690 |
| قدرت عملکرد (MPA) | 170-300 پوند | 170-300 پوند | 170-275 پوند | >300 | 205-310 |
| کشیدگی (%) | 25 | 25 | ≥30 | 20- 25 | ≥ 40 |
| قابلیت جوشکاری | عالی | خوب | عالی | معتاد | عالی |
| مقاومت بالا | معتاد | معتاد | کم | عالی | خوب |
| قابلیت استفاده | عالی | عالی | عالی | معتاد | قابل اجرا نیست |
| قابلیت تغییر | معتاد | معتاد | خوب | معتاد | خوب |
| پایان سطح (همانطور که عرضه شد) | درشت (دارای بازار بی نظیر) | درشت | درشت | درشت | صاف (نورد) |
| سطح هزینه | معتاد | معتاد | کم | عالی | متوسط |
| موارد استفاده معمولی | پمپ های شیمیایی, دریچه, داروخانه, دریایی | عمومی صنعتی و دریایی | غذا, مواد شیمیایی سبک | مواد شیمیایی تهاجمی, سرویس با سرعت بالا | مخازن دقیق, لوله کشی, معماری |
10. پایان
فولاد ضد زنگ CF3M در خط مقدم آلیاژهای ضد زنگ بازیگران قرار دارد,
ازدواج با مقاومت در برابر خوردگی معادل 316L, خصوصیات مکانیکی قوی, و تطبیق پذیری مؤلفه بازیگران.
با افزایش تقاضاهای صنعتی, CF3M مهندسان را قادر می سازد تا مجتمع را طراحی کنند,
اجزای مقرون به صرفه که شدیدترین مواد شیمیایی را تحمل می کنند, دریایی, و محیط های پردازش.
با رعایت بهترین روشها در کنترل شیمی, ریخته گری, و عملیات حرارتی پس از جوش,
تولید کنندگان پتانسیل کامل CF3M را باز می کنند, اطمینان از ماندگاری, قابلیت اطمینان, و ارزش چرخه عمر.
LangHe در صورت نیاز به کیفیت بالا ، انتخاب مناسبی برای نیازهای تولیدی شما است ریخته گری های استیل ضد زنگ.
