1. Bevezetés
CF8M rozsdamentes acél egy öntött austenit rozsdamentes acél ötvözet, szabványosítva az ASTM A351 alatt, A743, és A744, Az UNS jelöléssel J92900.
Ez lényegében a kovácsolt szereplő egyenértéke 316 rozsdamentes acél, Molibdén beépítése (MO) a króm-nikkelbe (CR-NIE) Mátrix, hogy fokozott ellenállást biztosítson a lokalizált korrózióval szemben.
A 20. század közepén jelentkezik a növekvő ipari kereslet mellett a költséghatékonyság iránt, korrózióálló anyagok,
A CF8M rozsdamentes acél azóta választott anyaggá vált a kémiai feldolgozással járó alkalmazásokban, tengeri expozíció, és élelmiszer-minőségű környezetek.
Ami a CF8M-t különbözteti meg, az az egyedülálló képesség, hogy kombinálja az önthetőséget a nagy teljesítményű korrózióállósággal és a mechanikai szilárdsággal-a karakterisztikákat nem gyakran találják meg egyszerre egyetlen ötvözetben egyidejűleg..
2. Kémiai összetétel & Mikroszerkezet
A CF8M kémiai összetételét szorosan szabályozzák, hogy megfeleljenek a specifikus mechanikai és korrózióálló teljesítményű referenciaértékeknek. A tipikus névleges összetétel az alábbiakban látható:
| Elem | Súly % |
|---|---|
| Szén (C) | ≤ 0.08 |
| Mangán (MN) | ≤ 1.5 |
| Szilícium (És) | ≤ 2.0 |
| Foszfor (P) | ≤ 0.04 |
| Kén (S) | ≤ 0.04 |
| Króm (CR) | 18.0–21.0 |
| Nikkel (-Ben) | 9.0–12.0 |
| Molibdén (MO) | 2.0–3.0 |
| Vas (FE) | Egyensúly |
Kohászati szempontból, A rozsdamentes acél CF8M teljesen austenit mátrixot tartalmaz (FCC -felépítés), ami a kiváló keménységet biztosítja még kriogén hőmérsékleten is.
Ellenőrzött mennyiségű delta -ferrit (3–10%) gyakran jelen van a mikroszerkezetben, hogy megakadályozzák a forró repedést a megszilárdulás során, Különösen vastagabb öntvényeken.
Ez a kettős fázisú struktúra hozzájárul a hegeszthetőséghez és a mechanikai stabilitáshoz is.
A molibdén hozzáadása kulcsszerepet játszik az intermetalli fázisképződés elnyomásában, és javítja a foltozás és a réskorrózió ellenállását.
Alacsony széntartalom (≤ 0.08%) csökkenti a karbid csapadékának kockázatát a gabona határán, ezáltal javítva az intergranuláris korrózióval szembeni rezisztenciát.
3. Szabványok & Ekvivalensek
A CF8M a különféle globális kódok között szabványosítva van, A piacok közötti alkalmazhatóság biztosítása:
| Standard | Kijelölés |
|---|---|
| ASTM | A351/A743/A744 CF8M |
| MINKET | J92900 |
| -Ben | 1.4408 (GX5CRNIMO19-1-2) |
| ISO | X5CRNIMO17-12-2 |
| Ő az (öntvény) | SCS14 |
Ez közvetlenül összehasonlítható a kovácsoltokkal 316 rozsdamentes acél (US S31600), Bár az öntött verziónak kissé eltérő ferrit tartalma és mechanikai toleranciája lehet.
4. A CF8M rozsdamentes acél mechanikai és fizikai tulajdonságai
| Ingatlan | Érték / Hatótávolság |
|---|---|
| Szakítószilárdság (UTS) | 485–620MPA |
| Hozamszilárdság (0.2% ellensúlyozás) | 205–275MPA |
| Meghosszabbítás a törésnél | ≥30% |
| Brinell keménység (HB) | 150–200 |
| Charpy ütés szilárdság (RT) | ≥60J |
| Fáradtsági határérték (10⁷ ciklusok) | ~ 200mpa |
| Sűrűség | ~ 7,98g/cm³ |
| Hővezető képesség (100 ° C) | ~ 16W/m · K |
| Termikus tágulás (20–100 ° C) | 16.5 × 10⁻⁶/k |
| Fajlagos hőkapacitás | ~ 500J/kg · K |
| Elektromos ellenállás (20 ° C) | ~ 0,74 ω · m |
| Rugalmassági modulus | ~ 193GPA |
| Mágneses permeabilitás | ~ 1,02 (nem mágneses) |
| Olvadási tartomány | ~ 1370–1400 ° C |
| Lineáris zsugorodás (öntvény) | 1.8–2,2% |
5. CF8M rozsdamentes acél korrózióállósága
A CF8M rozsdamentes acél ismert kiemelkedő korrózióállóság, különösen kloridban gazdag, savas, és tengeri környezet.
Ennek oka a gondosan kiegyensúlyozott összetétele, beleértve molibdén (2.0–3,0%),
ami jelentősen javítja annak hüvelyes ellenállás és hasadás korrózió ellenállás, hogy megfelelő választás legyen Kritikus ipari alkalmazások.
Általános korrózióállóság
CF8M kiállítások Kiváló ellenállás hogy általános korrózió különféle környezetekben, beleértve enyhe savak és klorid oldatok.
Az ötvözeté króm Tartalom formák a védő -oxidréteg a felszínén, ami megakadályozza a további lebomlást.
Ez a CF8M -t ideálissá teszi a felhasználáshoz vegyi reaktorok, hőcserélők, és csővezeték -rendszerek kitett híg savak vagy agresszív vegyszerek.
Pontozás és a hasi korrózióállóság
A hüvelyes ellenállás egyenértékű száma (Faipari) a CF8M -nek általában 23–25, ami azt jelzi, hogy nagy ellenállását ellenzi lokalizált korrózió mint például beillesztés és hasadás korrózió -ben klorid környezet.
Összehasonlítva CF8 (304 öntvény), amelynek körül van prene 17, A CF8M nagyon agresszív környezetben felülmúlja, mint például tengervíz vagy kémiai feldolgozási oldatok.
Például, A tengervíz expozíciós tesztekben, A CF8M komponenseket nem érinti a beillesztés vagy hasadás korrózió túl hat hónap, míg CF8 kevesebb, mint három hónap alatt szignifikáns korróziót mutatott.
Stresszkorrózió -repedés (SCC) Ellenállás
A CF8M rozsdamentes acélnak van kiváló ellenállás hogy stresszkorrózió -repedés (SCC), különösen klorid-hordozó környezet, alacsony széntartalmú tartalma és a molibdén jelenléte miatt.
Míg az összes austenit rozsdamentes acél érzékeny az SCC -re, A CF8M jobban teljesít, mint CF8 (304 öntvény), ami hajlamosabb a kloridban gazdag oldatok stressz alatt történő repedésére.
Olyan tesztekben, ahol a CF8M ki volt téve magas szakítószilárdság és klorid környezet, az ötvözet megmutatta Nincs repedés, mivel CF8 heteken belül látható repedést mutatott hasonló körülmények között.
Ez a CF8M alkalmazásokhoz alkalmassá teszi tengeri környezet, vegyi feldolgozás, és csővezeték -rendszerek magas szakítószilárdsági stressznek vannak kitéve.
Összehasonlítás más rozsdamentes acél ötvözetekkel
Összehasonlítva CF8 (304 öntvény) és CF3M (316L öntött), CF8M kiállítások kiemelkedő korrózióállóság különféle tényezők, például a hüvelyek között, hasadás korrózió, és az általános korrózió.
Hozzáadása molibdén Növeli a CF8M ellenállását klorid-indukált pácolás, A megbízhatóbb opció az iparágak számára tengervíz vagy kémiai expozíció.
Itt van egy gyors összehasonlítás:
| Ingatlan | CF8M | CF8 (304 öntvény) | CF3M (316L öntött) |
|---|---|---|---|
| MO tartalom | 2.0–3,0% | Egyik sem | 2.0–3,0% |
| Hüvelyes ellenállás (Faipari) | 23–25 | 17 | 23–25 |
| Általános korrózió | Kiváló | Mérsékelt | Kiváló |
| Hasadás korrózió | Kiváló | Szegény | Kiváló |
| Stresszkorrózió -repedés | Jó | Szegény | Jó |
CF8M hüvelyes ellenállás, általános korrózióállóság, és stresszkorrózió -repedési ellenállás mindegyik jelentősen jobb, mint CF8 (304 öntvény), Miközben fenntartja a hasonló teljesítményt a CF3M (316L öntött).
Ez teszi a előnyben részesített anyag durva környezetben, ahol korrózióállóság a legfontosabb.
Ellenállás a kénhordozó savakkal szemben
A rozsdamentes acél CF8M különösen ellenálló kénsav és más ként hordozó savak.
Teljesítménye ezekben a környezetekben nagyon alkalmassá teszi kémiai feldolgozási alkalmazások, mint például reaktorok és hőcserélők kezelés kénsav.
Más anyagokkal ellentétben, A CF8M ellenáll a kénsavból származó lebomlásnak 10% koncentráció, A hosszú élettartam biztosítása és a karbantartási költségek csökkentése.
6. Casting alkalmasság a rozsdamentes acél CF8M -re
A rozsdamentes acél CF8M megadásakor az öntött alkatrészekhez, A mérnökök előnyösek egy kombinált anyagból Kiváló korrózióállóság -vel robusztus önthetőség.
Az alábbiakban bemutatjuk a kulcsfontosságú attribútumokat és az ajánlott folyamatokat, amelyek a CF8M -et ideális választássá teszik az igényes iparágakban.
A legfontosabb alkalmassági attribútumok
Jó folyékonyság
Elsősorban, A CF8M könnyen áramlik a formákba, amikor öntik 1 550–1 600 ° C, A folyékonyság elérése 250–300 mm (ISO 243).
Ez a folyékonysági szint támogatja Vékony falú szakaszok 4 mm és bonyolult geometriák hideg bezárások nélkül.
Mérsékelt zsugorodás
Ráadásul, A CF8M kiszámítható lineáris zsugorodást mutat 1.8–2.2 %, amely hatékonyan kompenzálható minta -támogatások és emelkedő kialakítás.
A megszilárdulás modellezésével CFD-vel vagy termál-FEA-val, Az öntvények minimalizálhatják a középvonal porozitást és szűk méretű toleranciákat érhetnek el.
Alacsony forró csapás tendencia
Emellett, az ellenőrzött 3–7 % D - Ferrit A CF8M mikroszerkezetének tartalma jelentősen csökkenti a megszilárdulási repedést.
Ennek eredményeként, Még a hirtelen keresztmetszeti változásokkal rendelkező szakaszokban is, Az ötvözet ellenáll a forró könnyeknek és fenntartja az integritást.
Hegeszthető
Rozsdamentes acél CF8M öntvények elfogadják a szabványt 316/316L töltőfémek És dicsekedhet Kiváló hegeszthetőség, Az alacsony széntartalmú és kiegyensúlyozott ferrit -austenit szerkezetüknek köszönhetően.
A weld utáni megoldás lágyítását tovább állítja a korrózióállóság, A tartós javítások biztosítása.
Hőkezelés alkalmazkodóképessége
Végül, A CF8M jól reagál oldat -lágyítás (1 040–1 100 ° C) és a gyors kioltás.
Stressz -reelief -kezelések 650–750 ° C csökkentheti a maradék feszültségeket a passzivitás veszélyeztetése nélkül is, A tervezők rugalmasságának biztosítása a downstream feldolgozásban.
Megfelelő casting módszerek a CF8M rozsdamentes acélhoz
| Módszer | Használati eset | Előnyök | Felületi kidolgozás | Dimenziós pontosság | Megfontolások |
|---|---|---|---|---|---|
| Homoköntés | Nagy szivattyúházak, szeleptestek | Költséghatékony a nehéz számára, nagy alkatrészek; rugalmas penész geometria | RA 6–12 µm | ± 0,5% lineáris | Jó homokminőséget és emelkedő kialakítást igényel a porozitás szabályozásához |
| Héjas öntés | Közepes komplexitási alkatrészek, nagy értékű alkatrészek | Finom részlet, kiváló felületi kivitel; A merev penész csökkenti a torzítást | RA 3-6 um | ± 0,3% lineáris | Magasabb szerszámköltség; A legjobb a mérsékelt kötetekhez |
| Befektetési öntés | Kicsi, bonyolult formák (járókerék, szerelvények) | Kiváló részletek és befejezés; minimális megmunkálás | RA < 3 µm | ± 0,1 mm | Magasabb részenkénti költségek; kisebb öntvényekre korlátozva |
| Centrifugális casting | Hengeres alkatrészek (csövek, perselyek, forgórészek) | Fokozott sűrűség, irányított erő, minimális porozitás | RA 6-10 μm | ± 0,4% lineáris | Speciális berendezéseket igényel; A tengelyszimmetrikus geometria korlátozva |
7. Hegesztés & A rozsdamentes acél hőkezelése CF8M
A CF8M könnyen hegeszthető a hagyományos folyamatok, például a GTAW felhasználásával (FOGÓCSKAJÁTÉK), Sápad (bot), És a gmaw (NEKEM).
A töltőfémek, például az ER316L vagy az E316L-16, általában ajánlottak a korrózióállóság fenntartására a hegesztési zónában.
Viszont, Óvatosan kell eljárni a hőbevitelre vonatkozóan.
A túlzott hő szenzibilizációt eredményezhet - a króm -karbidok a gabona határán -, amely veszélyezteti a korrózióállóságot. Ennek enyhítésére:
- A weld utáni oldat lágyítását gyakran 1040–1120 ° C-on hajtják végre, ezt követi a gyors kioltás.
- Kerülje a lassú hűtést a 600–850 ° C -os tartományban, hogy megakadályozza a Sigma fázisképződést.
Kritikus alkalmazásokhoz, A stresszcsökkentő kezelések ~ 650 ° C-on 1-2 órán keresztül végezhetők, Különösen a megmunkálási vagy hegesztés maradék feszültségeinek enyhítésére.
8. Kulcsfontosságú alkalmazások
A CF8M korrózióállósága, mechanikai erő, és az öntözés ideálisvá teszi a különféle iparágakban alkalmazott alkalmazásokhoz:
- Vegyi feldolgozás: Reaktorok, tartályok, karimák, szivattyúk
- Olaj & Gáz: Tengeralattjárószelepek, elválasztó, és a csatlakozók
- Tengeri: Tengelyek, járókerék, tengervízi csövek rendszerek
- Élelmiszer & Gyógyszer: Steril szelepek, csőszerelvények, Keverőpengék
- Energiatermelés: Turbina házak, kondenzátorok, üzemanyag -befecskendezők
9. Összehasonlítás az alternatív anyagokkal
A rozsdamentes acél CF8M -t széles körben használják a korrózióállóság egyensúlya miatt, mechanikai tulajdonságok, és az önthetőség.
Viszont, Anyagválasztásban, Alapvető fontosságú, hogy összehasonlítsuk a CF8M -et az alternatív rozsdamentes acélból készült öntvényekkel és a kovácsolt ekvivalensekkel, hogy meghatározzák az egyes szolgáltatási környezetekhez való alkalmasságot.
Itt van egy összehasonlító áttekintés:
| Ingatlan / Jellemző | CF8M (Öntvény 316) | CF8 (Öntvény 304) | CF3M (Alacsony-C 316L) | CF8C (Stabilizált 347 típusú) | Kidolgozott 316 / 316L SS |
|---|---|---|---|---|---|
| Kompozíciós kiemelések | CR 18%, -Ben 9%, MO 2–3% | CR 18%, -Ben 8% | CR 18%, -Ben 9%, MO 2–3%, C ≤ 0.03% | CR 18%, -Ben 10%, NB-stabilizált | Hasonló a CF8M -hez / CF3M |
| Korrózióállóság (Faipari) | ~ 25 (közepes vagy magas) | ~ 19–20 (alacsonyabb) | ~ 25–26 (magas, Különösen a hegesztéseknél) | ~ 20–21 | 25–26 (A kidolgozott egységesebb gabonafélékkel rendelkezik) |
| Klorid -rezisztencia | Jó | Igazságos | Nagyon jó | Tisztességes és jó | Kiváló L fokozatban |
| Hegesztés | Kiváló | Kiváló | Felsőbbrendű (Az érzékenyítés alacsony kockázata) | Kiváló (az NB stabilizációja miatt) | Kiváló |
| Forró repedés ellenállás | Jó (ellenőrzött ferrittel) | Mérsékelt | Jobb (alsó C, több ferrit) | Nagyon jó | Nagyon jó |
| Szakítószilárdság (MPA) | ~ 485–585 | ~ 450–550 | ~ 450–550 | ~ 500–600 | ~ 500–620 |
Meghosszabbítás (%) |
~ 30–35 | ~ 30–40 | ~ 35–40 | ~ 30–35 | ~ 40–50 |
| Kúszás & Magas templomos stabilitás | Mérsékelt 600 ° C | Mérsékelt | Alacsonyabb (korlátozott kúszószilárdság) | Felsőbbrendű (Az NB stabilizálja a gabona növekedését) | Jobb, mint az öntött osztályok (általában) |
| Önthetőség | Kiváló | Kiváló | Jó (Az alacsonyabb C csökkentheti a folyékonyságot) | Mérsékelt | Nem alkalmazható |
| Megmunkálhatóság | Tisztességes és jó | Jó | Igazságos | Igazságos | Jó |
| Tipikus alkalmazások | Szelepek, szivattyúk, tengeri öntvények | Építészeti, általános berendezés | Bio/pharma alkatrészek, alacsony templomú edények | Petrolkémiai, magas tempós szolgáltatások | Nyomó edények, szerkezeti csövek |
| Költség | Mérsékelt | Alacsonyabb | Valamivel magasabb | Magasabb | Magasabb (kovácsolt feldolgozási költség) |
Kulcsfontosságú felvétel
- CF8M VS. CF8: A CF8M jobb korrózióállóságot kínál a molibdén miatt, de kissé drágább. Ideális a tengerészgyalogosokhoz, élelmiszer-minőségű, és kémiai folyamat alkalmazások.
- CF8M VS. CF3M: A CF3M jobb hegeszthetőséggel és az érzékenyítés kockázatával rendelkezik, előnyben részesíthetővé teszi erősen korrozív környezetben és hegesztett struktúrákban, mint például a gyógyszerészeti hajók.
- CF8M VS. CF8C: A CF8C jobb a megnövekedett hőmérsékleti alkalmazásoknál, köszönhetően a niobium stabilizációjának, amely javítja a kúszás szilárdságát.
- CF8M VS. Kidolgozott 316/316L: A kovácsolt anyagok jobb rugalmasságot és felületet biztosítanak, De a CF8M a nagy számára tervezési rugalmasságot kínál, összetett alkatrészek.
10. Következtetés
Összefoglalva, A rozsdamentes acél CF8M egy nagy teljesítményű öntött ötvözet, amelyet korrozív és mechanikusan igényes környezetben való felhasználásra szabtak.
Optimalizált cr-ni-mo kémiája, kiegyensúlyozott austenit-ferritikus mikroszerkezet, És a kiváló önthetőség teszi megbízható anyaggá az iparágakban, az olajtól és a gázig terjedő gyógyszerektől kezdve.
Akár agresszív tengeri körülmények között vagy steril élelmiszer -feldolgozási környezetben telepítik -e, A CF8M következetesen megbízhatóan bocsátja ki, hosszú távú teljesítmény.
A CF8M továbbra is ipari referenciaérték a mérnökök és a kohászok számára, akik költséghatékony megoldást keresnek, kiemelkedő korrózióval és mechanikai stressz elleni ellenállással.
LangHe a tökéletes választás a gyártási igényekhez, ha magas színvonalra van szüksége rozsdamentes acél öntvények.
