Ruostumattomasta teräksestä valmistettu CF3M - joka tunnetaan myös sen nimityksellä EN-JS 316LM (1.4408) ja ASTM -ekvivalentti A351 CF3M—Stands Cornerstone-materiaalina korroosiokeskeisissä valuissa.
Suunniteltu vaativiin ympäristöihin, CF3M yhdistää austeniittisen ruostumattoman teräksen sitkeyden valuraudan monipuolisuuteen.
Tässä artikkelissa, Tutkimme sen kemiaa, mikrorakenne, korroosiokäyttäytyminen, mekaaninen suorituskyky, valimokäytännöt, hitsausprotokollat, sovellukset, ja miten sitä verrataan vaihtoehtoisiin materiaaleihin.
1. Esittely
SA-351 CF3M Ruostumaton teräs kuuluu austeniittisten valettujen ruostumattomien teräksien perheeseen, kehitetty 1900-luvun puolivälissä laajentaakseen 300 sarjaa ruostumattomasta korroosionkestävyydestä valettuihin komponentteihin.
Kun taas tehdyt 316L ruostumaton hallitsee putki- ja arkkisovelluksia, CF3M mukauttaa saman vähähiilisen hiilen, Molybdeeni-kantava kemia valuihin-Ideal monimutkaisille muodoille, kuten pumpun kotelot ja venttiilirungot.
Toisin kuin harmaa rauta tai 304L valettu luokka (CF8), CF3M vastustaa kloridirikkaiden väliaineiden pistämistä ja rakokorroosiota, Valuraudan ja korkean seosteräksen välisen suorituskykykuilun siltaaminen.
2. Kemiallinen koostumus & Mikrorakenne
| Elementti | Etäisyys (% WT) | Tarkoitus |
|---|---|---|
| Hiili (C) | ≤ 0.03 | Estää kromikarbidin saostumista |
| Kromi (Cr) | 16.0 - 18.0 | Muodostaa passiivisen oksidikerroksen; ensisijainen korroosioeste |
| Nikkeli (Sisä-) | 10.0 - 14.0 | Stabiloi austeniittisen matriisin; parantaa sitkeyttä |
| Molybdeini (MO) | 2.0 - 3.0 | Lisäykset pistävät vastustuskestävyyttä ja nostavat preniksi ≈ 25 |
| Mangaani (Mn) | ≤ 2.0 | Parantaa kuumaa voimaa; torjua rikkiä |
| Pii (Ja) | ≤ 1.0 | Toimii deoksidaattorina; parantaa sujuvuutta |
| Fosfori (P) | ≤ 0.045 | Minimoi haurastuksen |
| Rikki (S) | ≤ 0.03 | Pidetään alhaisena, jotta vältetään sisällyttämispohjainen halkeaminen |
Cf3m jähmeitä a Täysin austeniittinen matriisi huoneenlämpötilassa, Vältä ferriittiä, sigmavaihe, tai kromikarbidit, kun lämpökäsitetään oikein.
Se alhainen hiili sisältö (≤ 0.03%) ja molybdeini Lisäykset toimivat yhdessä kromikarbidin muodostumisen estämiseksi viljarajoja pitkin,
Rakeiden välisen korroosionkestävyyden säilyttäminen myös hitsauksen jälkeen.
3. Korroosionkestävyys
CF3M osoittaa erinomaista suorituskykyä aggressiivisessa mediassa:
- Yleinen korroosio: Korot niin alhainen kuin 0.05 mm/vuosi juomavedessä ja 0.1 mm/vuosi merivedessä 25 ° C
- Pinta-/rako -korroosio: Puu ≈ 25 (Ota = %Cr + 3.3×%MO + 16×%n) antaa toiminnan jopa 1 % Kloridiliuokset ympäristön lämpötiloissa
- Happoresistenssi: Parempi kuin CF8 (304L -valettu) MO -pitoisuudesta johtuvissa rikkihapoissa ja fosforihapossa
- Meren & Merellä: Kestää jatkuvaa suolahuihkealtistusta pienellä painonpudotuksella (< 0.02 g/m² · päivä ASTM B117 -testeissä)
4. CF3M -ruostumattoman teräksen mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuudet
Mekaaniset ominaisuudet
Huoneenlämpötilassa, CF3M toimittaa:
| Omaisuus | Arvo |
|---|---|
| Vetolujuus (Uts) | 515 - 620 MPA |
| Tuottolujuus (0.2% offset) | 205 - 275 MPA |
| Pidennys murtumassa | ≥ 35 % |
| Brinell -kovuus (HBW) | 180 - 230 |
| Charpy -vaikutus (Rt) | ≥ 80 J - |
| Väsymisraja (10⁷ Syklit) | ~ ~ 240 MPA |
Fysikaaliset ominaisuudet
| Omaisuus | Arvo |
|---|---|
| Tiheys | ~ 7,98 g/cm³ |
| Lämmönjohtavuus (20° C) | ~ 14,6 w/m · k |
| Lämmön laajennus (20–100 ° C) | 16.0–17,5 µm/m · k |
| Erityinen lämpökapasiteetti (20° C) | ~ 500 j/kg · k |
| Sähkövastus (20° C) | ~ 0,74 µω · m |
| Youngin moduuli (Joustava moduuli) | ~ 193 GPA |
| Suhteellinen magneettinen läpäisevyys | ~ 1,0–1,05 |
| Sulamisalue | 1370–1400 ° C |
| Valun kutistumisnopeus | ~ 1,5–2,0% |
5. Valu soveltuvuus ruostumattomasta teräksestä CF3M
Cf3m ruostumaton teräs, vähähiilinen variantti 316 ruostumattomat valetut seokset, Näyttää suotuisat casting-ominaisuudet, jotka tukevat sen laajaa käyttöä korroosionkestävässä, Korkean integroitumiskomponentit.
Keskeiset soveltuvuusominaisuudet:
- Hyvä juoksevuus: Kaatalämpötilalla tyypillisesti välillä 1550–1600 ° C, CF3M osoittaa riittävän sujuvuuden täyttämiseen monimutkaiset homegeometriat ja ohuen seinän osat (>3–5 mm).
Nikkelin ja molybdeenin läsnäolo tukee edelleen sulan stabiilisuutta ja home-täyttösuorituskykyä. - Kohtalainen kutistuminen (~ 1,5–2,0%): CF3M: llä on ennustettava jähmettyminen kutistuminen, mahdollistaa tehokkaan korvauksen läpi kuviokorvaukset, nousevan suunnittelu, ja eksotermiset hihat.
Sen kutistumiskäyttäytyminen voidaan mallintaa ja hallita nykyaikaisten lämpösimulointityökalujen avulla. - Matala kuuma halkeilun taipumus: CF3M: n täysin austeniittinen rakenne, yhdistettynä vähähiiliseen pitoisuuteensa (≤ 0.03%),
johtaa minimaaliseen jähmettymisen halkeamiseen, Jopa geometrisesti rajoitetuissa tai poikkileikkauksellisissa valuissa. - Erinomainen hitsaus: Cast CF3M voidaan hitsauskorjausta käyttämällä tavanomaisia austeniittisia täyttömetalleja, kuten ER316L.
Sen vähähiilinen pitoisuus rajoittaa karbidin saostumista hitsauksen aikana, rakeiden välisen korroosion riskin minimointi.
Postinhind-ratkaisun hehkutus käytetään usein täydellisen korroosionkestävyyden palauttamiseen. - Sopeutumiskyky lämpökäsittelyyn: CF3M reagoi hyvin ratkaisu (1040–1100 ° C) ja sammutus,
jotka homogenisoivat mikrorakennetta, liuottaa jäännöskarbidit, ja maksimoi korroosionkestävyys.
Stressihoito voidaan käyttää myös suurten valujen jäännösjännitysten vähentämiseksi.
Sopivat valuhumenetelmät:
CF3M mukautuu hyvin useisiin valumenetelmiin, Jokainen tarjoaa selkeät edut:
| Menetelmä | Vahvuudet | Tyypilliset toleranssit & Viimeistely |
|---|---|---|
| Hiekkavalu | Kustannustehokas suurelle, Yksinkertaiset muodot | ± 0,5 % lineaarinen, RA 6–12 µm |
| Kuoren muovaus | Tiukka toleranssit, hienot yksityiskohdat | ± 0,3 % lineaarinen, RA 3-6 µm |
| Investointi | Monimutkaiset geometriat, ohut seinät (<2 mm) | ± 0,2 % lineaarinen, Rata <3 µm |
| Keskipakovalu | Suuritiheys, Pienin huokoisuus putkimaisissa osissa | ± 0,4 % lineaarinen, Ra 6-10 µm |
6. Hitsaus & Ruostumattomasta teräksestä valmistetun CF3M: n lämpökäsittely
Ruostumattomasta teräksestä valmistettu CF3M tunnustetaan laajasti sen erinomaisesta hitsattavuudesta ja vasteesta lämpökäsittelyyn.
Nämä ominaisuudet varmistavat rakenteellisen eheyden, korroosionkestävyys, ja mekaaninen suorituskyky valuen jälkeisessä valmistuksessa ja huoltossa.
CF3M: n hitsattavuus
Yksi CF3M: n vahvuuksista on erinomaisessa hitsaus, Varsinkin verrattuna korkean hiilen tai ferriittisiin ruostumattomiin teräksiin.
Vähähiilinen pitoisuus (≤ 0.03%) vähentää merkittävästi kromikarbidin saostumisen riskiä, Ilmiö, joka aiheuttaa rakeiden välistä korroosiota lämpöä koskevalla vyöhykkeellä (Hass).
Keskeiset hitsausominaisuudet:
- Esilämmitys: Ei tyypillisesti vaadita austeniittisen rakenteen vuoksi, Vaikka esilämmitys (~ 100–150 ° C) voidaan käyttää paksuihin leikkeisiin lämpögradienttien vähentämiseksi.
- Täyteaine: Sovittamisen tai lievästi liiallisen täyteaineiden käyttö, kuten ER316L tai ER317L suositellaan korroosionkestävyyden ja ulottuvuuden ylläpitämiseksi.
- Lämmöntulon hallinta: Hallittu lämpötulo on välttämätöntä kuuman halkeamisen välttämiseksi ja vähimmäisellä delta-ferriitin muodostumisella (tyypillisesti 3–10% toivottavaa).
- Hitsin jälkeinen puhdistus: Pickling tai passivointia kehotetaan palauttamaan korroosionkestävyys hitsauspinnalla.
Hitsin jälkeinen lämpökäsittely (PWHT)
Kun taas CF3M: n pieni hiili vähentää herkistymisriskiä, Tietyt sovellukset-etenkin aggressiivisissa kemiallisissa ympäristöissä tai maksimaalisen korroosionkestävyyden aikana-voi hyötyä pinnasta lämmönkäsittely.
Ratkaisu:
- Lämpötila -alue: 1040–1100 ° C (1900–2010 ° F)
- Tarkoitus: Liuottaa kaikki kromirikkaat karbidit, jotka on muodostettu hitsauksen aikana ja palauttaa täydellisen austeniittisen mikrorakenteen
- Sammutus: Nopea vesi tai ilman sammutus on välttämätöntä herkistymisen ja sigmafaasin muodostumisen estämiseksi
Stressin lievittäminen (Kun liuoksen hehkuttaminen ei ole mahdollista):
- Lämpötila -alue: 300–400 ° C
- Vaikutus: Vähentää jäännösjännityksiä muuttamatta merkittävästi korroosionkestävyyttä
- Rajoitus: Ei liukene karbideja tai käänteistä herkistämistä
7. CF3M -ruostumattoman teräksen avainsovellukset
Kemiallinen prosessin laite
- Pumput: CF3M Ruostumaton teräs on ihanteellinen syövyttävien nesteiden kuljetuksessa käytettyihin pumppuihin, etenkin sovelluksissa, joihin liittyy happamia tai alkalisia liuoksia.
- Venttiilit: Käytetään kemiallisessa prosessoinnissa ja lääketeollisuudessa, CF3M tarjoaa kestävyyden ja korroosion vastustuskyvyn korkeapaine- ja korkean lämpötilan olosuhteissa.
- Lämmönvaihtimet: Sen erinomainen korroosionkestävyys ja korkean lämpötilan stabiilisuus tekevät CF3M: stä ihanteellisen materiaalin lämmönvaihtimille, jotka käsittelevät aggressiivisia väliaineita.
- Reaktorisuonet: Reaktoreille, jotka käsittelevät syövyttäviä kemikaaleja, CF3M tarjoaa pitkäaikaisen kestävyyden ja minimoi ylläpitokustannukset.
Meri- ja offshore -sovellukset
- Offshore -alustat: Käytetään meriveden ja merialueiden rakenteellisissa komponenteissa ja putkistojärjestelmissä.
- Meren laitteisto: Venttiilit, pumput, ja muut komponentit, jotka vaativat korkeaa korroosionkestävyyttä kestämään jatkuvaa altistumista suolaliuosolosuhteille.
- Laivanrakennus: Kriittiset osat, kuten peräsit, potkuriakselit, ja rungon komponentit hyötyvät CF3M: n kyvystä vastustaa meriveden korroosiota ja ylläpitää eheyttä mekaanisten rasitusten alla.
Ruoka- ja lääketeollisuuden komponentit
- Elintarvikkeiden jalostuslaitteet: CF3M: ää käytetään laitteissa, jotka käsittelevät aggressiivisia puhdistusaineita ja äärimmäisiä lämpötiloja, kuten sekoitussäiliöt, putkilinjat, ja venttiilit.
- Lääketuotanto: CF3M: tä käytetään laajasti komponenttien, kuten reaktorien ja sekoittimien valmistuksessa, Jos saastumattomat ympäristöt ovat välttämättömiä.
- Pullotus ja pakkaus: Osat juomatuotantolinjoissa, kuten suuttimet ja varusteet, Hyödyt CF3M: n vastustuskyvystä happamille ja alkaliliuoksille.
Sähköntuotanto & Raskas teollisuus
- Putkistojärjestelmät korkean lämpötilan voimalaitoksissa, jotka käsittelevät höyryä ja kemiallisia nesteitä.
- Paineastiat ja turbiiniosat jotka vaativat vastustuskykyä korkeille lämpötiloille, lämpöjakso, ja syövyttävä media.
- Lämmönvaihtimet voimalaitoksissa, jotka käsittelevät kuumia kaasuja tai jäähdytysvettä, joka voi sisältää aggressiivisia epäpuhtauksia.
Öljy- ja kaasuteollisuus
- Reiän laite: CF3M: ää käytetään komponenteissa, kuten kaivopäässä, venttiilit, ja letkut, jotka vaativat poikkeuksellista korroosion ja kulumisen kestävyyttä öljyn uuttamisen aikana.
- Putkilinjajärjestelmät: Sen erinomainen suorituskyky molemmissa makea ja hapan Ympäristöt tekevät siitä sopivan korkeapaineinen öljy- ja kaasuputket.
- Jalostuslaitteet: CF3M käytetään yleisesti lämmönvaihtimet, reaktorit, ja murtoyksiköt jalostamissa, jotka käsittelevät hapan kaasua ja muita syövyttäviä materiaaleja.
Muut kriittiset sovellukset
- Paineastiat ja reaktorit: CF3M: n vastus stressikorroosiohalkeiluun ja erinomainen vetolujuus tekevät siitä ihanteellisen korkeapainesovelluksiin, kuten kemiallisissa reaktoreissa tai korkean lämpötilan aluksissa.
- Turbiini- ja kompressorikomponentit: Niiden hapettumiskestävyys kohonneissa lämpötiloissa varmistaa luotettavuuden turbiinit ja kompressorit ilmailu- ja sähköntuotantoteollisuudessa.
8. Standardit, Ekvivalentit & Tekniset tiedot
| Tavallinen runko | Nimeäminen | Vastaava |
|---|---|---|
| Sisä- | EN-JS 316LM / 1.4408 | - |
| ASTM | A351 CF3M | - |
| ISO | ISO 1083 EN-GJN-316LM | - |
| Hän on | SUH316LM | SUS316L (takattu) |
| Norsok | -Sta 17460 GG-316LM | - |
Tyypilliset ostotiedot vaativat ASTM A351 CF3M radiografisella tarkastuksella, kovuus rajoittaa jtk 200 HB Max, ja PMI: n MO -sisällön tarkistaminen.
9. CF3M -ruostumattoman teräksen vertailu vaihtoehtoisiin materiaaleihin
| Omaisuus / Materiaali | CF3M (316L -valettu) | CF8M (316 Heittää) | CF3 (304L -valettu) | CF8C (317 Heittää) | 316Lens (Takattu) |
|---|---|---|---|---|---|
| Hiilipitoisuus (max, %) | 0.03 | 0.08 | 0.03 | 0.08 | 0.03 |
| Molybdeinipitoisuus (%) | 2–3 | 2–3 | Ei yhtään | 3-4 | 2–3 |
| Pintakestävyys (Puu) | ~ 25 | ~ 25 | ~ 18 | ~ 30 | ~ 25–27 |
| Kloridiresistenssi | Korkea | Kohtuullinen - korkea | Matala- | Erittäin korkea | Korkea |
| Rakeiden välinen korroosioriski | Erittäin matala | Kohtuullinen | Matala | Kohtuullinen | Erittäin matala |
| Vetolujuus (MPA) | ~ 485–620 | ~ 485–620 | ~ 450–600 | >600 | 515–690 |
| Tuottolujuus (MPA) | ~ 170–300 | ~ 170–300 | ~ 170–275 | >300 | 205–310 |
| Pidennys (%) | ≥25 | ≥25 | ≥30 | 20–25 | ≥40 |
| Hitsaus | Erinomainen | Hyvä | Erinomainen | Kohtuullinen | Erinomainen |
| Korkean lämpötilan vastus | Kohtuullinen | Kohtuullinen | Matala | Korkea | Hyvä |
| Kestävyys | Erinomainen | Erinomainen | Erinomainen | Kohtuullinen | Ei sovelleta |
| Konettavuus | Kohtuullinen | Kohtuullinen | Hyvä | Kohtuullinen | Hyvä |
| Pintapinta (kuten toimitettu) | Karkea (valettu) | Karkea | Karkea | Karkea | Sileä (valssattu) |
| Kustannustaso | Kohtuullinen | Kohtuullinen | Matala | Korkea | Kohtuullinen - korkea |
| Tyypilliset käyttötapaukset | Kemialliset pumput, venttiilit, lääke, meren- | Yleinen teollisuus- ja meri | Ruoka, kevyet kemikaalit | Aggressiiviset kemikaalit, korkean lämpötilan palvelu | Tarkkuussäiliöt, putkisto, arkkitehtuuri |
10. Johtopäätös
Ruostumattomasta teräksestä valmistettu CF3M seisoo valettujen ruostumattomien seosten eturintamassa,
Naimisiin 316L-ekvivalentti korroosionkestävyys, Vahvat mekaaniset ominaisuudet, ja valettu komponentti monipuolisuus.
Teollisuuden vaatimusten noustessa, CF3M antaa insinööreille mahdollisuuden suunnitella kompleksia,
Kustannustehokkaat komponentit, jotka kestävät ankarimman kemikaalin, meren-, ja käsittelyympäristöt.
Noudattamalla kemian valvonnan parhaita käytäntöjä, valimoprosessointi, ja hitsin jälkeinen lämpökäsittely,
Valmistajat avaavat CF3M: n täyden potentiaalin, Pitkäikäisyyden varmistaminen, luotettavuus, ja elinkaaren arvo.
LangHe on täydellinen valinta valmistustarpeisiisi, jos tarvitset korkealaatuista ruostumattomasta teräksestä valmistetut valvat.
