CF3 / CF8 / CF3M / CF8M et F304 / F316 / F304L / F316L Guide de la série

1. Introduction

Aciers inoxydables Dans la famille austénitique de la série 300, domine les industries nécessitant une résistance à la corrosion, Formabilité, et performance hygiénique.

Parmi ces, Taper 304 et 316 apparaître dans les deux casting et forgé formes, chacun régi par des normes et des systèmes de désignation distincts.

Les composants coulés suivent ASTM A351 désignations - CF3, CF8, CF3M, CF8M - tandis que les produits forgés et forgés adhèrent à ASTM A182 (Également reflété dans EN / DIN «F-GRADES»): F304, F316, F304L, F316L.

Dans les sections suivantes, Nous décodons ces codes, Comparez leur chimie et leurs microstructures, et offrir des lignes directrices pour sélectionner les notes coulées versus forts pour les vannes, boîtiers de pompage, tuyauterie, et d'autres équipements contenant de la pression.

2. Normes ASTM & Préfixes

• ASTM A351 couvertures pièces moulées en acier inoxydable Pour les pièces portant la pression. Dans cette norme, «C» représente Fonderie, et le «F» dans les codes de qualité (par exemple. CF8) indique «casting».
• ASTM A182 gouverner Forges en acier inoxydable et des raccords forgés. Le «F» dans F304 / F316 indique Forgeage (ou produit forgé).

Préfixe	Signification	Standard	Types de produits typiques
C	Fonderie	A351	Corps de valve, boîtiers de pompage
F	Forger / travaillé	A182	Brise, arbres, attaches

3. Désignations de casting: CF-Series par ASTM A351

Lorsque les ingénieurs spécifient des corps de vanne, boîtiers de pompage, ou variétés complexes, Ils se tournent souvent vers ASTM A351 moulages pour l'intégrité d'une pièce et les géométries complexes.

Dans les notes austénitiques d'A351, Quatre désignations -CF3, CF8, CF3M, et CF8M—Mirror les grades forts familiers 304, 304L, 316, et 316L, respectivement.

Ci-dessous, Nous décodons chaque note de série CF, mettre en évidence sa chimie et ses traits microstructuraux, et expliquez comment les ajustements d'alliage des performances de tailleur.

CF3

Composition:

• Chrome: 18.0–20,0% en poids
• Nickel: 8.0–10,5% en poids
• Carbone: ≤ 0.03 WT% (faible-c)
• Manganèse, silicium, phosphore, soufre: par limites ASTM

Équivalent: Lancer un analogue de 304L (US S30403, DANS 1.4307).

Attributs clés:

• Chimie à faible teneur en carbone Empêche les précipitations en carbure pendant le refroidissement lent après la passe, Élimination de la sensibilisation à la zone de soudure commune dans les aciers supérieurs.
• Recuit de solution à 1 040 ° C pour 30 Minutes suivis de la trempe d'eau dissout tous les carbures interdendritiques, produisant un taux de corrosion sous 0.1 mm / an dans des environnements de chlorure neutre.
• Résistance à la traction Mesure généralement ~ 445 MPa, à peu près 5 % inférieur à CF8, mais avec une résistance à la corrosion intergranulaire supérieure.

CF8

Composition:

• Chrome: 18.0–20,0% en poids
• Nickel: 8.0–10,5% en poids
• Carbone: ≤ 0.08 WT%
• Oligo-éléments dans les limites standard

Équivalent: Lancer un homologue à 304 (US S30400, DANS 1.4301).

Attributs clés:

• Carbone standard 304 chimie offre une résistance à la corrosion et une ductilité équilibrées.
• Grains dendritiques mesure 1 à 3 mm, Ainsi, l'énergie moyenne du Charpy de CF8 à –20 ° C (≈ 30 J) tomber sur 15 % en dessous des 304 forts.
• Rentable pour des services modérément corrosifs, Les vannes CF8 résistent aux piqûres à ~ 0,2 % Nacl à 20 ° C.

CF3M

Composition:

• Chrome: 16.0–18,0% en poids
• Nickel: 10.0–14.0% en poids
• Molybdène: 2.0–3,0% en poids
• Carbone: ≤ 0.03 WT%
• Alliage mineur par spécification ASTM

Équivalent: Lancer un analogue de 316L (US S31603, DANS 1.4404).

Attributs clés:

• Faible C plus 2–3 % MO soulève le prén (Nombre équivalent de résistance aux piqûres) à partir de ~ 18 (en CF3) à ~ 25, Doublage de résistance à peu près aux piqûres induites par le chlorure.
• Traitement de la solution à 1 040 ° C dissout les carbures riches en mo, accorder une résistance au fluage 250 ° C avec < 5 % perte de force 1 000 H.
• Service d'hydrocarbures et de gaz aigres bénéficier du réseau de carbure minimal de CF3M et de la stabilité du film passive amélioré le MO.

CF8M

Composition:

• Chrome: 16.0–18,0% en poids
• Nickel: 10.0–14.0% en poids
• Molybdène: 2.0–3,0% en poids
• Carbone: ≤ 0.08 WT%
• Autres éléments par limites ASTM

Équivalent: Coulé de la version de 316 (US S31600, DANS 1.4401).

Attributs clés:

• Standard-c 316 chimie fournit une large résistance à la corrosion, y compris l'eau de mer et 5 % HCL - Tandis que Mo combat l'attaque localisée.
• Résistance à la traction plus élevée (~ 480 MPA) versus CF3M rend CF8M adapté aux sections plus épaisses et aux pièces à température élevée.
• Capacité à température élevée: CF8M maintient 80 % de limite d'élastique à température ambiante à 300 ° C, surperformant CF8 par 20 %.

Résumé: CF Des désignations et équivalents

4. Grades «F-» forgées / soudées en EN / DIN / FSSA

Passer des pièces moulées aux composants forgés et forgés, le "F-" préfixe en européen (Un / votre) et japonais (Il / fssa) Les normes indiquent les matériaux fournis comme barreaux, raccords, brise, ou garniture de valve.

Ces produits suivent ASTM A182 aux États-Unis. et correspondent aux nombres en ci-dessous.

F304 (DANS 1.4301 / AISI 304)

• Composition nominale: 18.0–20.0 % Croisement, 8.0–10.5 % Dans, C ≤0,08 %, Mn ≤2 %, Et ≤1 %
• Propriétés mécaniques:

• • Limite d'élasticité (RP0.2): ~ 215 MPA
  • Résistance à la traction (RM): 505–735 MPA
  • Élongation: ≥ 40 %

• Traits de corrosion:

• • Taux de corrosion générale < 0.1 mm / an dans les médias neutres
  • Seuil de piqûres ~ 0.2 % Cl⁻ à 20 ° C

• Applications: Raccords de service alimentaire, garniture de soupape de service modéré, garniture architecturale

F316 (DANS 1.4401 / AISI 316)

• Composition nominale: 16.0–18.0 % Croisement, 10.0–14.0 % Dans, 2.0–3.0 % MO, C ≤0,08 %
• Propriétés mécaniques:

• • Limite d'élasticité (RP0.2): ~ 205 MPa
  • Résistance à la traction (RM): 515–715 MPA
  • Élongation: ≥ 40 %

• Traits de corrosion:

• • Piant le seuil jusqu'à 0.5 % CL⁻ - 150 % supérieur à F304
  • Résistance supérieure aux acides sulfuriques et chlorhydrique

• Applications: Raccords marins, interne de soupape de processus chimique, Tubes d'exchangeurs de chaleur

F304L (DANS 1.4307 / AISI 304L)

• Variante à faible teneur en carbone: C ≤0,03 % Empêche les précipitations de chrome-carbure dans les zones touchées par la chaleur de soudure (ZAT).
• Propriétés mécaniques:

• • RP0.2: ~ 205 MPa (légèrement en dessous de F304)
  • Élongation: ≥ 45 % (Formabilité améliorée)

• Traits de corrosion:

• • Élimine l'attaque intergranulaire dans HAZ sans recuit de solution post-Weld
  • Seuil de piqûres: ~ 0.2 % Cl⁻

• Applications: Navires de pression soudés, réservoirs pharmaceutiques, Piping dans les industries des aliments / boissons

F316L (DANS 1.4404 / AISI 316L)

• À faible carbone, Molle: 16–18 % Croisement, 10–14 % Dans, 2–3 % MO, C ≤0,03 %.
• Propriétés mécaniques:

• • RP0.2: ~ 200 MPa
  • RM: 485–680 MPA
  • Élongation: ≥ 40 %

• Traits de corrosion:

• • Haut de gamme (~ 25)- Excellent pour le chlorure et le service de gaz aigres
  • Stabilité de la zone de soudure sans recuit

• Applications: Vannes de service aérien (Environnements h₂s), tuyauterie marine, échangeurs de chaleur

Table de référence croisée

5. Analyse comparative: Casting vs. Forgé

Microstructure & Propriétés mécaniques

Alors que Cast CF-Grades Afficher les grains dendritiques grossiers et les résistances à la traction ASTM autour 450 MPA,

Grades F forgées posséder une amende, Grains travaillés avec la traction ~ 515 MPa et 15–20 % ténacité à impact plus élevé à –20 ° C.

Performance de corrosion

Bien que la chimie nominale correspond, Les pièces coulées peuvent héberger la micro-porosité et la ségrégation, conduisant à une attaque localisée si elle n'est pas correctement traitée à la chaleur.

En revanche, Les aciers forgés présentent une composition uniforme, conférer des seuils de piqûres légèrement meilleurs et une résistance au SCC.

Considérations de fabrication

Le moulage excelle pour les géométries complexes - corps de valeurs et boîtiers de pompe - élimination des dizaines d'opérations d'usinage.

Inversement, Les pièces forgées coûtent plus cher par kilogramme mais offrent une force de fatigue supérieure, flux de grains uniformes, et défauts minimaux.

Coût & Compromis de délais

Les fonderies citent généralement 6–8 semaines pour les pièces coulées CF personnalisées, tandis que les barres et les brides standard de grade F expédient 2–4 semaines.

Par kilogramme, Cast CF8M fonctionne 10 % moins cher que F316 forgé, Bien que le coût total des composants puisse favoriser la coulée pour les formes complexes.

Aspect	Cf8 / cf8m / cf3 / cf3m (Casting)	F304 / F316 / F304L / F316L (Forgé)
Géométrie	Formes complexes en une seule pièce	Formes plus simples; peut nécessiter le soudage / la fabrication
Résistance mécanique	Ténacité inférieure; Tensile ASTM ~ 450 MPa	Ténacité plus élevée; ASTM Tensile ~~ 515 MPa
Résistance à la corrosion	Correspond à la composition (304/316 équivalents)	Composition équivalente, un peu mieux à cause de grains plus fins
Soudabilité	Nécessite un traitement thermique minutieux	Excellent; Les versions faibles-C évitent la sensibilisation
Coût & Délai de mise en œuvre	Coût moindre pour les pièces complexes; temps de plomb plus long	Coût de matériau brut plus élevé; Livraison de stock standard plus rapide

6. Applications & Directives de sélection des matériaux

• CF3 / CF8 / CF3M / CF8M CONSTANTS: Corps de valve, tas de pompes, coquilles de l'exchangeur de chaleur - où l'intégrité monobloc et les passages internes complexes réduisent les coûts d'assemblage.
  CF3M et CF8M apparaissent dans un service chimique et offshore, Merci à la résistance au chlorure améliorée au MO.
• F304 / F316 / F304L / F316L Produits forgés: Brise, arbres, attaches, et garniture de soupape à haute pression;
  Les assemblages critiques de soudure dans les usines de pétrochimie et de génération d'électricité favorisent les variantes faibles de C pour éviter la corrosion de HAZ.
• Matrice de décision:

• • Choisissez les grades CF Lorsque la géométrie complique l'usinage, et les conditions de service n'exigent pas de ténacité formulée.
  • Sélectionner les grades F Pour les pièces de fatigue à cycle élevé, sections à paroi mince, ou lorsque les protocoles QA / QC nécessitent une inspection ultrasonique des matériaux forts.

7. Conclusions

Malgré le partage des chimies de base, CF3, CF8, CF3M, CF8M (ASTM A351) et F304, F316, F304L, F316L (ASTM A182 / EN / DIN) jouer des rôles distincts:

• Les catégories CF-cast correspondent aux équivalents forts en résistance à la corrosion et en capacité de température, mais présentent des microstructures plus grossières et une résistance modestement inférieure.
• Les notes F-Forged offrent des grains plus fins, ténacité plus élevée, et des propriétés cohérentes - Idéal pour les composants à forte contrainte et à la fatigue.

En comprenant ces préfixes et leurs implications, Les ingénieurs peuvent optimiser le choix du matériau - Coût de l'éloge, performance, et la fabrication - pour assurer une fiabilité, Composants de soupape et de pompe économiques.

8. Références & Normes

• ASTM A351 / A351M: «Spécification standard pour les moulages, Austénitique, pour les pièces contenant de la pression »
• ASTM A182 / A182M: «Spécification standard pour les brides de tuyaux en alliage et en acier inoxydable forgé ou roulé, Raccords forgés, et vannes et pièces pour un service à haute température »
• DANS 1.4301/1.4307/1.4401/1.4404 (Équivalents DIN)
• US S30400 / S30403 / S31600 / S31603 désignations

 

FAQ

Comment CF8 et CF8M diffèrent-ils?

CF8 correspond à 18 à 20% CR - 8–10,5% Ni avec du carbone standard (≤ 0.08 %), l'équivalent de casting de 304.

CF8M Ajoute 2 à 3% Mo (16-18% CR-10-14% en 2-3% I, C ≤ 0.08 %), miroir 316 et améliorer les piqûres et la force à haute température.

Pourquoi choisir CF3 ou CF3M sur CF8 / CF8M?

CF3 et CF3M limiter le carbone à ≤ 0.03 %, Empêcher la sensibilisation à la zone de soudure dans les moulages de refroidissement lent. CF3 ≈ 304L; CF3M ≈ 316L.

Quand devrais-je spécifier des grades CF à la place au lieu de grades F forgées?

Utiliser Cf pièces moulées pour complexes, Géométries d'une pièce (corps de valve, boîtiers de pompage) où le coût d'usinage serait prohibitif.

Choisir F grades forgés pour les stress élevés, pièces de fatigue critique ou à paroi mince (arbres, brise, attaches) nécessitant une ténacité supérieure et une microstructure sans défaut.

Quels avantages F304L et F316L offrent-ils?

Leur faible carbone (≤ 0.03 %) Élimine pratiquement la corrosion intergranulaire dans les zones touchées par la chaleur de soudure, supprimant souvent le besoin de recuit post-soudé.

Comment les résistances de corrosion se comparent-elles?

CF8 / CF3 / 304 / F304 Résistez à la piqûre jusqu'à ~ 0,2 % Cl⁻.

CF8M / CF3M / 316 / F316 résister à ~ 0,5 % Cl⁻.

Variantes à faible teneur en carbone (CF3 / CF3M / F34L / F316L) Maintenir ces seuils tout en garantissant la stabilité de la zone de soudure.

Les notes des acteurs et des forfiés nécessitent-ils différents traitements thermiques?

Cast CF-Grades subir un recuit de solution à ~ 1 040 ° C pour 30 min et extinction rapide pour dissoudre les carbures et homogénéiser.

Grades F forgées Suivez généralement les directives ASTM A182: solution recuit à 1 040–1 060 ° C pour 15 la mine par 25 mm, Puis tremper.

Quelle note offre une meilleure résistance mécanique?

Grades F forgées (Par exemple, F304, F316) atteindre une traction plus élevée (~ 515 MPA) et impact de la ténacité que les grades CF à lancer (~ 450 MPa Tensile), En raison de microstructures forgées plus fines.

Comment le coût et le délai se comparent-ils?

Cf Les moulages coûtent généralement 10 à 15 % moins par kilogramme pour des formes complexes mais nécessitent des délais plus longs (6–8 semaines).

F Le stock forgé est souvent expédié en 2 à 4 semaines, à une prime de 5 à 10 % par kilogramme.