Hindi kinakalawang na asero CF3M - kilala rin sa pamamagitan ng pagtatalaga ng EN nito EN-JS 316LM (1.4408) at katumbas ng ASTM A351 CF3M—nakatayo bilang isang materyal na pundasyon sa mga castings na lumalaban sa kaagnasan.
Ininhinyero para sa mga hinihingi na kapaligiran, Pinagsasama ng CF3M ang katigasan ng austenitic hindi kinakalawang na asero sa kakayahang umangkop ng cast iron.
Sa artikulong ito, Ginalugad namin ang kimika nito, mikroistruktura, pag-uugali ng kaagnasan, mekanikal na pagganap, Mga kasanayan sa pandayan, Mga Protocol ng Hinang, mga aplikasyon, Paano Paghahambing sa Mga Alternatibong Materyales.
1. Panimula
SA-351 CF3M Hindi kinakalawang na Asero Kabilang sa pamilya ng Austenitic cast hindi kinakalawang na asero, Binuo sa kalagitnaan ng ika-20 siglo upang mapalawak ang 300-serye na hindi kinakalawang na paglaban sa kaagnasan sa mga bahagi ng cast.
Samantalang ang wrought 316L hindi kinakalawang ay nangingibabaw sa mga aplikasyon ng pipe at sheet, Ang CF3M ay nag-aangkop sa parehong mababang carbon, molibdenum-tindig kimika sa castings-mainam para sa mga kumplikadong hugis tulad ng pump housings at balbula katawan.
Hindi tulad ng kulay-abo na bakal o 304L cast grades (CF8), CF3M lumalaban pitting at bitak kaagnasan sa klorido-rich media, Pag-uugnay sa agwat ng pagganap sa pagitan ng cast iron at mataas na haluang metal na bakal.
2. Komposisyon ng kemikal & Microstructure
| Elemento | Saklaw (% wt) | Layunin |
|---|---|---|
| Carbon (C) | ≤ 0.03 | Pinipigilan ang pag-ulan ng chromium carbide |
| Chromium (Cr) | 16.0 – 18.0 | Bumubuo ng isang passive oxide layer; pangunahing hadlang sa kaagnasan |
| Nikel (Ni) | 10.0 – 14.0 | Nagpapatatag ng austenitic matrix; Pinahuhusay ang katigasan |
| Molibdenum (Mo) | 2.0 – 3.0 | Pinatataas ang paglaban sa pitting at pinatataas ang PREN sa ≈ 25 |
| Mga mangganeso (Mn) | ≤ 2.0 | Nagpapabuti ng mainit na lakas; Kontrakontrahin ang asupre |
| Silicon (Si Si) | ≤ 1.0 | Gumaganap bilang isang deoxidizer; Nagpapabuti ng pagkalikido |
| Posporus (P) | ≤ 0.045 | Pinapaliit ang pagkasira |
| Sulfur (S) | ≤ 0.03 | Panatilihing mababa upang maiwasan ang pag-crack na hinihimok ng pagsasama |
Ang CF3M ay nagpapatibay sa isang ganap na austenitic matrix sa temperatura ng kuwarto, Pag-iwas sa ferrite, sigma phase, O Chromium Carbides kapag maayos na tinatrato ang init.
Ang mababang carbon nilalaman (≤ 0.03%) at molibdenum Ang mga karagdagan ay gumagana nang magkakasama upang hadlangan ang pagbuo ng chromium carbide sa mga hangganan ng butil,
Pagpapanatili ng intergranular kaagnasan paglaban kahit na pagkatapos ng hinang.
3. Paglaban sa kaagnasan
Ang CF3M ay nagpapakita ng natitirang pagganap sa agresibong media:
- Pangkalahatang kaagnasan: Mga rate na kasing baba ng 0.05 mm / yr sa maiinom na tubig at 0.1 mm / yr sa tubig dagat sa 25 °C
- Pitting/Crevice Corrosion: PREN ≈ 25 (PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N) nagbibigay ng operasyon sa hanggang sa 1 % Mga solusyon sa klorido sa mga temperatura ng kapaligiran
- Paglaban sa Acid: Mas mataas kaysa sa CF8 (304L cast) Sulfuric at phosphoric acids dahil sa nilalaman ng Mo
- Marine & Malayo sa pampang: Nakakatiis ng patuloy na pagkakalantad sa spray ng asin na may kaunting pagbaba ng timbang (< 0.02 g / m²· araw sa mga pagsubok sa ASTM B117)
4. Mekanikal at Pisikal na Katangian ng CF3M Hindi kinakalawang na Asero
Mga Katangian ng Mekanikal
Sa temperatura ng kuwarto, Naghahatid ang CF3M:
| Pag-aari | Halaga |
|---|---|
| Lakas ng Paghatak (Mga UTS) | 515 – 620 MPa |
| Yield Lakas (0.2% Offset) | 205 – 275 MPa |
| Pagpapahaba sa Fracture | ≥ 35 % |
| Brinell tigas na tigas (HBW) | 180 – 230 |
| Epekto ng Charpy (RT) | ≥ 80 J |
| Limitasyon ng Pagkapagod (10⁷ Mga siklo) | ~ 240 MPa |
Mga Katangian ng Pisikal
| Pag-aari | Halaga |
|---|---|
| Densidad ng katawan | ~ 7.98 g / cm³ |
| Thermal kondaktibiti (20°C) | ~ 14.6 W / m · K |
| Pagpapalawak ng Thermal (20-100 ° C) | 16.0-17.5 μm / m · K |
| Tiyak na Kapasidad ng Init (20°C) | ~ 500 J / kg · K |
| Electrical Resistivity (20°C) | ~0.74 μΩ·m |
| Ang Modulus ni Young (nababanat na modulus) | ~ 193 GPa |
| Kamag-anak na Magnetic Permeability | ~ 1.0–1.05 |
| Saklaw ng Pagtunaw | 1370-1400 ° C |
| Rate ng Pag-urong ng Paghahagis | ~ 1.5-2.0% |
5. Paghahagis ng Kaangkupan para sa Hindi kinakalawang na Asero CF3M
CF3M hindi kinakalawang na asero, Mababang-carbon variant ng 316 Hindi kinakalawang na cast alloys, Nagpapakita ng kanais-nais na mga katangian ng paghahagis na sumusuporta sa malawakang paggamit nito sa lumalaban sa kaagnasan, Mga Bahagi ng Mataas na Integridad.
Mga Pangunahing Katangian ng Kaangkupan:
- Magandang likido: Sa pamamagitan ng pagbubuhos ng temperatura na karaniwang sa pagitan ng 1550-1600 ° C, Ang CF3M ay nagpapakita ng sapat na likido upang punan ang masalimuot na mga geometriya ng amag at manipis na mga seksyon ng pader (>3-5 mm).
Ang pagkakaroon ng nikel at molibdenum karagdagang sumusuporta sa matunaw katatagan at magkaroon ng amag-pagpuno pagganap. - Katamtamang pag-urong (~ 1.5-2.0%): Ang CF3M ay nagpapakita ng mahuhulaan na pag-urong ng solidification, Pagpapahintulot sa epektibong kabayaran sa pamamagitan ng Mga Allowance ng Pattern, Disenyo ng Riser, at ang paggamit ng exothermic sleeves.
Ang pag-uugali ng pag-urong nito ay maaaring imodelo at pamahalaan gamit ang mga modernong tool sa thermal simulation. - Mababang Mainit na Pagkahilig sa Pag-crack: Ang ganap na austenitic na istraktura ng CF3M, Pinagsama sa mababang nilalaman ng carbon (≤ 0.03%),
Nagreresulta sa minimal na pag-crack ng solidification, kahit na sa geometrically constrained o sectionally makapal na castings. - Mahusay na Weldability: Cast CF3M ay maaaring weld-repaired gamit ang standard austenitic filler metal tulad ng ER316L.
Ang mababang nilalaman ng carbon nito ay naglilimita sa pag-ulan ng karbid sa panahon ng hinang, Bawasan ang panganib ng intergranular kaagnasan.
Post-weld solusyon pagsusubo Ito ay madalas na inilalapat upang ibalik ang buong kaagnasan paglaban. - Kakayahang umangkop sa paggamot ng init: Tumugon nang maayos ang CF3M solusyon annealing (1040-1100 ° C) at pagpapawi ng,
Na nag-homogenize ng microstructure, Matunaw ang natitirang mga karbid, at i-maximize ang paglaban sa kaagnasan.
Mga paggamot sa pag-alis ng stress Maaari rin itong magamit upang mabawasan ang natitirang stress sa malalaking castings.
Angkop na Mga Pamamaraan ng Paghahagis:
CF3M umaangkop na rin sa maramihang mga pamamaraan ng paghahagis, Ang bawat isa ay nag-aalok ng natatanging mga pakinabang:
| Paraan | Mga kalakasan | Karaniwang mga Pagpaparaya & Tapusin |
|---|---|---|
| buhangin paghahagis | Cost-effective para sa mga malalaking, Mga simpleng hugis | ±0.5 % linear, Ra 6–12 μm |
| Paghuhulma ng Shell | Masikip na mga tolerance, Mga Detalye ng Fine | ±0.3 % linear, Ra 3–6 μm |
| Pamumuhunan sa Paghahagis | Kumplikadong geometries, manipis na pader (<2 mm) | ±0.2 % linear, Ra <3 M |
| Centrifugal Casting | Mataas na density, minimal porosity sa pantubo na mga bahagi | ±0.4 % linear, Ra 6–10 μm |
6. Welding & Paggamot ng init ng hindi kinakalawang na asero CF3M
Hindi kinakalawang na asero CF3M ay malawak na kinikilala para sa kanyang mahusay na weldability at tugon sa init paggamot.
Tinitiyak ng mga katangiang ito ang integridad ng istruktura, paglaban sa kaagnasan, at mekanikal na pagganap sa post-casting katha at serbisyo.
Weldability ng CF3M
Isa sa mga kalakasan ng CF3M ay nakasalalay sa kanyang mahusay na weldability, Lalo na kung ihahambing sa mataas na carbon o ferritic hindi kinakalawang na asero.
Ang mababang nilalaman ng carbon (≤ 0.03%) makabuluhang binabawasan ang panganib ng pag-ulan ng chromium carbide, Isang kababalaghan na nagiging sanhi ng intergranular kaagnasan sa zone na apektado ng init (HAZ).
Mga pangunahing katangian ng hinang:
- Preheating: Karaniwan ay hindi kinakailangan dahil sa austenitic na istraktura, Bagama't nag-iinit (~ 100-150 ° C) Maaari itong magamit para sa makapal na mga seksyon upang mabawasan ang thermal gradients.
- Tagapuno ng Metal: Paggamit ng pagtutugma o bahagyang labis na haluang metal na mga filler tulad ng ER316L o ER317L Inirerekumenda upang mapanatili ang paglaban sa kaagnasan at ductility.
- Kontrol sa Input ng Init: Ang kinokontrol na pag-input ng init ay mahalaga upang maiwasan ang mainit na pag-crack at matiyak ang minimal na pagbuo ng delta-ferrite (Karaniwang 3-10% kanais-nais).
- Post-weld paglilinis: Ang pag-aatsara o passivation ay pinapayuhan upang maibalik ang paglaban sa kaagnasan sa ibabaw ng weld.
Post-Weld Heat Treatment (PWHT)
Habang ang mababang carbon ng CF3M ay binabawasan ang panganib ng sensitization, Ang ilang mga application-lalo na ang mga nasa agresibong kemikal na kapaligiran o nangangailangan ng maximum na paglaban sa kaagnasan-ay maaaring makinabang mula sa post-weld paggamot ng init.
Solusyon sa Pagsusubo:
- Saklaw ng Temperatura: 1040-1100 ° C (1900-2010 ° F)
- Layunin: Natutunaw ang anumang chromium-rich carbides na nabuo sa panahon ng hinang at nagpapanumbalik ng buong austenitic microstructure
- Pagpapawi: Ang mabilis na pag-quenching ng tubig o hangin ay mahalaga upang maiwasan ang sensitization at pagbuo ng sigma phase
Nakakawala ng stress (Kapag ang solusyon annealing ay hindi posible):
- Saklaw ng Temperatura: 300-400 ° C
- Epekto: Binabawasan ang natitirang mga stress nang hindi makabuluhang binabago ang paglaban sa kaagnasan
- Limitasyon: Hindi natutunaw ang mga karbid o binabaliktad ang sensitization
7. Mga Pangunahing Aplikasyon ng CF3M Hindi kinakalawang na Asero
Kagamitan sa Proseso ng Kemikal
- Mga Pump: Ang CF3M hindi kinakalawang na asero ay mainam para sa mga bomba na ginagamit sa transportasyon ng mga kinakaing unti-unti na likido, Lalo na sa mga application na nagsasangkot ng acidic o alkalina na solusyon.
- Mga Valve: Ginagamit sa pagproseso ng kemikal at industriya ng parmasyutiko, Ang CF3M ay nagbibigay ng tibay at paglaban sa kaagnasan sa ilalim ng mataas na presyon at mataas na temperatura na kondisyon.
- Mga heat exchanger: Ang mahusay na paglaban sa kaagnasan at katatagan ng mataas na temperatura ay gumagawa ng CF3M isang mainam na materyal para sa mga heat exchanger na humahawak ng agresibong media.
- Mga daluyan ng reaktor: Para sa mga reactor na nagpoproseso ng mga kinakaing unti-unti na kemikal, Nagbibigay ang CF3M ng pangmatagalang tibay at pinapaliit ang mga gastos sa pagpapanatili.
Mga Aplikasyon sa Marine at Offshore
- Mga platform sa malayo sa pampang: Ginagamit sa mga bahagi ng istruktura at mga sistema ng tubo na nakalantad sa tubig dagat at kapaligiran ng dagat.
- Marine hardware na hardware: Mga Valve, mga bomba, at iba pang mga bahagi na nangangailangan ng mataas na paglaban sa kaagnasan upang mapaglabanan ang patuloy na pagkakalantad sa mga kondisyon ng asin.
- Paggawa ng barko: Mga kritikal na bahagi tulad ng mga timon, mga shaft ng propeller, at ang mga bahagi ng katawan ng barko ay nakikinabang mula sa kakayahan ng CF3M na labanan ang kaagnasan ng tubig dagat at mapanatili ang integridad sa ilalim ng mekanikal na stress.
Mga Bahagi ng Industriya ng Pagkain at Parmasyutiko
- Kagamitan sa pagpoproseso ng pagkain: Ang CF3M ay ginagamit sa mga kagamitan na humahawak ng mga agresibong ahente ng paglilinis at matinding temperatura, Tulad ng paghahalo ng mga tangke, mga tubo, at mga balbula.
- Produksyon ng parmasyutiko: CF3M ay malawakang ginagamit sa pagmamanupaktura ng mga bahagi tulad ng reactors at mixers, Kung saan ang mga kapaligiran na walang kontaminasyon ay kinakailangan.
- Pagbote at pag-iimpake: Mga bahagi sa mga linya ng produksyon ng inumin, Tulad ng mga nozzle at fittings, Makinabang mula sa paglaban ng CF3M sa mga solusyon sa acidic at alkali.
Pagbuo ng Kapangyarihan & Mabibigat na Industriya
- Mga Sistema ng Piping sa mga planta ng kuryente na may mataas na temperatura na humahawak ng singaw at kemikal na likido.
- Mga daluyan ng presyon at Mga Bahagi ng Turbine Nangangailangan ito ng paglaban sa mataas na temperatura, thermal cycling, at nakakapinsalang media.
- Mga heat exchanger Sa mga planta ng kuryente na nakikipag-ugnayan sa mainit na gas o paglamig ng tubig na maaaring maglaman ng mga agresibong kontaminante.
Industriya ng Langis at Gas
- Kagamitan sa downhole: Ang CF3M ay ginagamit sa mga sangkap tulad ng mga wellhead, Mga balbula, at tubing na nangangailangan ng pambihirang paglaban sa kaagnasan at wear sa panahon ng pagkuha ng langis.
- Mga sistema ng pipeline: Ang mahusay na pagganap nito sa parehong matamis at maasim Ginagawa itong angkop para sa mga pipeline ng langis at gas na may mataas na presyon.
- Mga kagamitan sa pagpipino: Karaniwang ginagamit ang CF3M mga heat exchanger, mga reaktor, at Mga Yunit ng Pag-crack sa mga refinery na nagpoproseso ng maasim na gas at iba pang mga kinakaing unti-unti na materyales.
Iba pang Mga Kritikal na Aplikasyon
- Mga daluyan ng presyon at mga reaktor: Ang paglaban ng CF3M sa pag-crack ng kaagnasan ng stress at mahusay na lakas ng makunat ay ginagawang perpekto para sa mga aplikasyon na may mataas na presyon tulad ng sa mga reaktor ng kemikal o mga sisidlan na may mataas na temperatura.
- Mga bahagi ng turbine at tagapiga: Ang kanilang paglaban sa oksihenasyon sa mataas na temperatura ay nagsisiguro ng pagiging maaasahan sa Mga turbine at mga compressor sa mga industriya ng aerospace at pagbuo ng kuryente.
8. Mga Pamantayan, Katumbas & Mga pagtutukoy
| Pamantayang Katawan | Pagtatalaga | Katumbas |
|---|---|---|
| EN | EN-JS 316LM / 1.4408 | — |
| ASTM | A351 CF3M | — |
| ISO | ISO 1083 EN-GJN-316LM | — |
| Hapon | SUH316LM | SUS316L (Ginawa) |
| NORSOK | DIN 17460 GG-316LM | — |
Karaniwang pagbili specs tumawag para sa ASTM A351 CF3M Mga castings na may inspeksyon ng radiographic, mga limitasyon ng katigasan ng 200 HB max, at pag-verify ng PMI ng nilalaman ng Mo.
9. Paghahambing ng CF3M Hindi kinakalawang na Asero na may Mga Alternatibong Materyales
| Pag-aari / Materyal | CF3M (316L Cast) | CF8M (316 Cast) | CF3 (304L Cast) | CF8C (317 Cast) | 316L (Ginawa) |
|---|---|---|---|---|---|
| Nilalaman ng Carbon (Max, %) | 0.03 | 0.08 | 0.03 | 0.08 | 0.03 |
| Nilalaman ng Molibdenum (%) | 2–3 | 2–3 | Wala na | 3–4 | 2–3 |
| Paglaban sa Pagpipigil (PREN) | ~ 25 | ~ 25 | ~ 18 | ~ 30 | ~ 25–27 |
| Paglaban sa Chloride | Mataas na | Katamtaman - Mataas | Mababa–Katamtaman | Napakataas na | Mataas na |
| Panganib ng Intergranular Corrosion | Napakababa | Katamtaman | Mababa ang | Katamtaman | Napakababa |
| Lakas ng Paghatak (MPa) | ~ 485–620 | ~ 485–620 | ~ 450–600 | >600 | 515–690 |
| Yield Lakas (MPa) | ~ 170–300 | ~ 170–300 | ~ 170–275 | >300 | 205–310 |
| Pagpapahaba (%) | ≥25 | ≥25 | ≥30 | 20–25 | ≥40 |
| Weldability | Napakahusay | Mabuti na lang | Napakahusay | Katamtaman | Napakahusay |
| Paglaban sa Mataas na Temperatura | Katamtaman | Katamtaman | Mababa ang | Mataas na | Mabuti na lang |
| Katatagan | Napakahusay | Napakahusay | Napakahusay | Katamtaman | Hindi nalalapat |
| Machinability | Katamtaman | Katamtaman | Mabuti na lang | Katamtaman | Mabuti na lang |
| Tapos na sa ibabaw (Bilang ibinigay) | Magaspang (bilang cast) | Magaspang | Magaspang | Magaspang | Makinis na (gumulong na) |
| Antas ng Gastos | Katamtaman | Katamtaman | Mababa ang | Mataas na | Katamtaman - Mataas |
| Karaniwang Mga Kaso sa Paggamit | Mga bomba ng kemikal, Mga balbula, Pharma, marine | Pangkalahatang pang-industriya at marino | Pagkain, magaan na kemikal | Agresibong kemikal, Serbisyo ng Mataas na Temp | Mga tangke ng katumpakan, Email Address *, arkitektura |
10. Pangwakas na Salita
Hindi kinakalawang na asero CF3M nakatayo sa unahan ng cast hindi kinakalawang na haluang metal,
Pag-aasawa ng 316L-katumbas na paglaban sa kaagnasan, matatag na mekanikal na katangian, at cast component versatility.
Habang tumataas ang mga pangangailangan sa industriya, Pinapayagan ng CF3M ang mga inhinyero na magdisenyo ng kumplikadong,
Mga Sangkap na Epektibong Gastos na Nagtitiis ng Pinakamatinding Kemikal, marine, at mga kapaligiran sa pagproseso.
Sa pamamagitan ng pagsunod sa mga pinakamahusay na kasanayan sa pagkontrol ng kimika, Pagproseso ng pandayan, at post-weld init paggamot,
i-unlock ng mga tagagawa ang buong potensyal ng CF3M, Tinitiyak ang mahabang buhay, pagiging maaasahan, at halaga ng lifecycle.
LangHe Ito ang perpektong pagpipilian para sa iyong mga pangangailangan sa pagmamanupaktura kung kailangan mo ng mataas na kalidad Hindi kinakalawang na asero castings.
