Rozsdamentes acél CF3M: Kiváló precíziós casting ötvözet

Rozsdamentes acél CF3M - az EN megnevezésével is ismert En-JS 316lm (1.4408) és ASTM ekvivalens A351 CF3M–A standok sarokköves anyagként korrózióálló öntvényekben.

Igényes környezetre tervezték, A CF3M ötvözi az austenit rozsdamentes acél szilárdságát az öntöttvas sokoldalúságával.

Ebben a cikkben, Felfedezzük annak kémiáját, mikroszerkezet, korróziós viselkedés, mechanikai teljesítmény, öntödei gyakorlatok, hegesztési protokollok, alkalmazások, és hogyan hasonlítja össze az alternatív anyagokkal.

1. Bevezetés

SA-351 CF3M rozsdamentes acél az austenites öntött rozsdamentes acélok családjába tartozik, A 20. század közepén fejlesztették ki, hogy 300 sorozatú rozsdamentes korrózióállóságot teremtsenek az öntött alkatrészekké.

Míg a kovácsolt 316l rozsdamentes dominál a cső- és lapos alkalmazásokat, A CF3M ugyanazt az alacsony széntartalmú adaptálja, Molibdén-hordozó kémia az öntvényekhez-ideális komplex formákhoz, például szivattyúházakhoz és szeleptestekhez.

Ellentétben a szürke vas vagy a 304L öntött osztályoktól (CF8), A CF3M ellenáll a kloridban gazdag közegekben a pontozás és a hasadék korróziójának, áthidalva a teljesítményrést az öntöttvas és a nagy ötvözött acél között.

2. Kémiai összetétel & Mikroszerkezet

Elem	Hatótávolság (% WT)	Cél
Szén (C)	≤ 0.03	Megakadályozza a króm -karbid csapadékot
Króm (CR)	16.0 - - 18.0	Passzív oxidréteget képez; elsődleges korróziógátló
Nikkel (-Ben)	10.0 - - 14.0	Stabilizálja az austenit mátrixot; Fokozza a keménységet
Molibdén (MO)	2.0 - - 3.0	Fokozza a pontos ellenállást, és prenit ≈ -re növekszik 25
Mangán (MN)	≤ 2.0	Javítja a forró erőt; ellensúlyozza a ként
Szilícium (És)	≤ 1.0	Deoxidizátorként működik; Javítja a folyékonyságot
Foszfor (P)	≤ 0.045	Minimalizálja az öblítés
Kén (S)	≤ 0.03	Alacsonyan tartva, hogy elkerülje a beilleszkedés-vezérelt repedést

A CF3M megszilárdul a Teljesen austenit mátrix szobahőmérsékleten, Kerülje el a ferritet, szigma fázis, vagy króm-karbidok megfelelő hőkezelés esetén.

A alacsony széntartalmú tartalom (≤ 0.03%) és molibdén A kiegészítések együttesen működnek a króm -karbid képződésének gátlására a gabonahatárok mentén,

Az intergranuláris korrózióállóság megőrzése hegesztés után is.

3. Korrózióállóság

A CF3M kiemelkedő teljesítményt mutat az agresszív médiában:

• Általános korrózió: Olyan alacsony arányok, mint 0.05 mm/év ivóvízben és 0.1 mm/év tengervízben 25 ° C
• Pontozás/hasadás korrózió: Fa ≈ 25 (Take = %CR + 3.3×%mo + 16×%n) a műveletet biztosítja 1 % klorid oldatok környezeti hőmérsékleten
• Savállóság: Jobb, mint a CF8 (304L öntött) kénsav és foszforsavakban a MO tartalom miatt
• Tengeri & Tengeri: Ellenáll a folyamatos só spray -expozíciónak minimális fogyás mellett (< 0.02 g/m² · nap az ASTM B117 tesztekben)

4. A CF3M rozsdamentes acél mechanikai és fizikai tulajdonságai

Mechanikai tulajdonságok

Szobahőmérsékleten, A CF3M szállít:

Ingatlan	Érték
Szakítószilárdság (UTS)	515 - - 620 MPA
Hozamszilárdság (0.2% ellensúlyozás)	205 - - 275 MPA
Meghosszabbítás a törésnél	≥ 35 %
Brinell keménység (HBW)	180 - - 230
Charpy hatás (RT)	≥ 80 J
Fáradtsági határérték (10⁷ ciklusok)	~ 240 MPA

Fizikai tulajdonságok

Ingatlan	Érték
Sűrűség	~ 7,98 g/cm³
Hővezető képesség (20° C)	~ 14,6 w/m · k
Termikus tágulás (20–100 ° C)	16.0–17,5 µm/m · K
Fajlagos hőkapacitás (20° C)	~ 500 J/kg · K
Elektromos ellenállás (20° C)	~ 0,74 µω · m
Young modulusa (Rugalmassági modulus)	~ 193 GPA
Relatív mágneses permeabilitás	~ 1,0–1,05
Olvadási tartomány	1370–1400 ° C
Casting zsugorodási sebesség	~ 1,5–2,0%

5. Casting alkalmasság a rozsdamentes acél CF3M -re

CF3M rozsdamentes acél, egy alacsony szén-dioxid-kibocsátású változat 316 rozsdamentes öntött ötvözetek, Kedvező öntési tulajdonságokat mutat, amelyek támogatják a korrózióálló alkalmazást, nagy integritású alkatrészek.

A legfontosabb alkalmassági attribútumok:

• Jó folyékonyság: Egy öntési hőmérsékleten jellemzően 1550–1600 ° C, A CF3M elegendő folyékonyságot mutat a kitöltéshez bonyolult penész geometriák és vékony falú szakaszok (>3–5 mm).
  A nikkel és a molibdén jelenléte tovább támogatja az olvadék stabilitását és a penész kitöltési teljesítményét.
• Mérsékelt zsugorodás (~ 1,5–2,0%): A CF3M kiszámítható megszilárdulási zsugorodást mutat, A hatékony kompenzáció lehetővé tétele minta -támogatások, emelkedő kialakítás, és a exoterm hüvelyek.
  A zsugorodási viselkedése modern termikus szimulációs eszközökkel modellezhető és kezelhető.
• Alacsony forró repedés tendencia: A CF3M teljesen austenit szerkezete, az alacsony széntartalmú tartalmával kombinálva (≤ 0.03%),
  minimális megszilárdulási repedést eredményez, Még geometriailag korlátozott vagy szekcionálisan vastag öntvényekben is.
• Kiváló hegeszthetőség: Az öntött CF3M hegesztési helyettesíthető standard austenit töltőfémek, például ER316L segítségével.
  Alacsony széntartalmú tartalma korlátozza a karbid csapadékot a hegesztés során, A granuláris korrózió kockázatának minimalizálása.
  A hegeszt utáni megoldás lágyítás gyakran alkalmazzák a teljes korrózióállóság helyreállítására.
• Alkalmazkodóképesség a hőkezeléshez: A CF3M jól reagál oldat -lágyítás (1040–1100 ° C) és eloltás,
  amelyek homogenizálják a mikroszerkezetet, Oldja fel a maradék karbidokat, és maximalizálja a korrózióállóságot.
  Stresszcsökkentő kezelések felhasználható a nagy öntvényekben a maradék feszültségek csökkentésére is.

Megfelelő casting módszerek:

A CF3M jól alkalmazkodik több casting módszerhez, Mindegyik különálló előnyöket kínál:

Módszer	Erősség	Tipikus toleranciák & Befejez
Homoköntés	Költséghatékony a nagyok számára, Egyszerű formák	± 0,5 % lineáris, RA 6–12 um
Héjas öntés	Szoros tolerancia, Finom részletek	± 0,3 % lineáris, RA 3-6 um
Befektetési öntés	Összetett geometriák, vékony falak (<2 mm)	± 0,2 % lineáris, RA <3 µm
Centrifugális casting	Nagy sűrűség, Minimális porozitás cső alakú részekben	± 0,4 % lineáris, RA 6-10 um

6. Hegesztés & A rozsdamentes acél hőkezelése CF3M

A rozsdamentes acél CF3M -t széles körben elismerték kiváló hegeszthetősége és a hőkezelésre adott válasz miatt.

Ezek a tulajdonságok biztosítják a szerkezeti integritást, korrózióállóság, és mechanikai teljesítmény az utólagos gyártásban és a szolgáltatásban.

A CF3M hegeszthetősége

A CF3M egyik erőssége kiválóan rejlik hegesztés, Különösen a magas széntartalmú vagy ferrites rozsdamentes acélokkal összehasonlítva.

Az alacsony széntartalom (≤ 0.03%) jelentősen csökkenti a króm -karbid csapadék kockázatát, egy olyan jelenség, amely az intergranuláris korróziót okozza a hő által érintett zónában (HAZ).

Legfontosabb hegesztési jellemzők:

• Előmelegítő: Az austenit szerkezet miatt általában nem szükséges, Bár előmelegítő (~ 100–150 ° C) Használható vastag szakaszokhoz a hőgradiensek csökkentésére.
• Töltőfém: Megfelelő vagy kissé túlépített töltőanyagok, például használata, például ER316L vagy ER317L ajánlott a korrózióállóság és a rugalmasság fenntartása érdekében.
• Hőbemeneti vezérlés: A kontrollált hőbevitel elengedhetetlen a forró repedések elkerüléséhez és a minimális delta-ferrit képződmény biztosításához (Általában 3–10% kívánatos).
• Hegesztés utáni takarítás: A pácolás vagy a passziváció azt javasoljuk, hogy helyreállítsák a korrózióállóságot a hegesztési felületen.

Hegesztést követő hőkezelés (PWHT)

Míg a CF3M alacsony széntartalmú széntartalma csökkenti a szenzibilizációs kockázatot, Bizonyos alkalmazások-különösen agresszív kémiai környezetben vagy maximális korrózióállósághoz szükségesek-előnyös lehet a hegény után hőkezelés.

Oldat -lágyítás:

• Hőmérsékleti tartomány: 1040–1100 ° C (1900–2010 ° F)
• Cél: Feloldja a hegesztés során kialakult krómban gazdag karbidokat, és helyreállítja a teljes austenit mikroszerkezetet
• Eloltás: A gyors víz vagy a levegő kioltása elengedhetetlen az szenzibilizáció és a szigma fázisképződés megelőzéséhez

Stressz enyhítő (Ha a megoldás lágyítás nem megvalósítható):

• Hőmérsékleti tartomány: 300–400 ° C
• Hatás: Csökkenti a maradék feszültségeket anélkül, hogy jelentősen megváltoztatná a korrózióállóságot
• Korlátozás: Nem oldja fel a karbidokat vagy a fordított szenzibilizációt

7. A CF3M rozsdamentes acél kulcsfontosságú alkalmazásai

Vegyi feldolgozó berendezés

• Szivattyúk: A CF3M rozsdamentes acél ideális a korrozív folyadékok szállításához használt szivattyúkhoz, különösen a savas vagy lúgos oldatokkal foglalkozó alkalmazásokban.
• Szelepek: A kémiai feldolgozásban és a gyógyszeriparban használják, A CF3M nagynyomású és magas hőmérsékleti körülmények között tartósságot és ellenállást biztosít a korrózióval szemben.
• Hőcserélők: Kiváló korrózióállósága és magas hőmérséklet-stabilitása miatt a CF3M ideális anyag a hőcserélők számára az agresszív közegek kezelésére.
• Reaktor edények: A korrozív vegyi anyagokat feldolgozó reaktorokhoz, A CF3M hosszú távú tartósságot biztosít és minimalizálja a karbantartási költségeket.

Tengeri és tengeri alkalmazások

• Offshore platformok: A tengervíz és a tengeri légkörnek kitett szerkezeti alkatrészek és csővezetékek rendszerében használják.
• Tengeri hardver: Szelepek, szivattyúk, és más alkatrészek, amelyek magas korrózióállóságot igényelnek, hogy ellenálljanak a sóoldat folyamatos kitettségének.
• Hajógyártás: Kritikus részek, például a kormányok, légcsavar tengely, és a hajótest -alkatrészek részesülnek a CF3M azon képességéből, hogy ellenálljanak a tengervíz korróziójának és fenntartják az integritást mechanikai feszültségekben.

Élelmiszer- és gyógyszeripar alkatrészei

• Élelmiszer -feldolgozó berendezés: A CF3M -et olyan berendezéseknél használják, amelyek az agresszív tisztítószereket és a szélsőséges hőmérsékleteket kezelik, mint például a tartályok keverési, csővezetékek, és szelepek.
• Gyógyszergyártás: A CF3M -et széles körben használják olyan alkatrészek gyártásában, mint a reaktorok és a keverők, ahol a szennyeződésmentes környezetre van szükség.
• Palackozás és csomagolás: Alkatrészek italgyártó sorokban, mint például a fúvókák és a szerelvények, előnyös a CF3M savas és lúgos oldatokkal szembeni rezisztenciájából.

Energiatermelés & Nehéz iparágak

• Csővezeték -rendszerek magas hőmérsékletű erőművekben, amelyek gőzt és kémiai folyadékokat kezelnek.
• Nyomó edények és turbina alkatrészek amelyek magas hőmérsékletekkel szembeni ellenállást igényelnek, termikus kerékpározás, és korrozív média.
• Hőcserélők az erőművekben, amelyek forró gázokkal vagy hűtővízzel foglalkoznak, amelyek agresszív szennyező anyagokat tartalmazhatnak.

Olaj- és gázipar

• Lesikló berendezés: A CF3M -et olyan komponensekben használják, mint a kútfejek, szelepek, és csövek, amelyek kivételes ellenállást igényelnek a korrózióval és a kopással az olajkivonás során.
• Csővezeték -rendszerek: Kiváló teljesítménye mindkettőben édes és savanyú A környezetek alkalmassá teszik a nagynyomású olaj- és gázvezetékekhez.
• Finomító berendezések: A CF3M -et általában használják hőcserélők, reaktorok, és repedező egységek A savanyú gázt és más korrozív anyagokat feldolgozó finomítókban.

Egyéb kritikus alkalmazások

• Nyomás edények és reaktorok: A CF3M ellenállása a stressz korrózió-repedésével és a kiváló szakítószilárdsággal ideálissá teszi a nagynyomású alkalmazásokhoz, például a kémiai reaktorokban vagy a magas hőmérsékleten.
• Turbina és kompresszor alkatrészek: Az oxidációval szembeni ellenállásuk megemelkedett hőmérsékleten biztosítja a megbízhatóságot turbinák és kompresszorok az űr- és energiatermelő iparágakban.

8. Szabványok, Ekvivalensek & Előírások

Standard test	Kijelölés	Egyenértékű
-Ben	En-JS 316lm / 1.4408	- -
ASTM	A351 CF3M	- -
ISO	ISO 1083 En-GJN-316LM	- -
Ő az	Suh316lm	SUS316L (kidolgozott)
Norsok	TÓL 17460 GG-316LM	- -

A tipikus vásárlási specifikációk igényelnek ASTM A351 CF3M öntvények radiográfiai ellenőrzéssel, keménységi korlátok 200 HB Max, és a MO tartalmának PMI ellenőrzése.

9. A CF3M rozsdamentes acél összehasonlítása alternatív anyagokkal

10. Következtetés

A rozsdamentes acél CF3M az öntött rozsdamentes ötvözetek élvonalában áll,

feleségül veszi a 316L-ekvivalens korrózióállóságot, robusztus mechanikai tulajdonságok, és az öntött komponensek sokoldalúságát.

Az ipari igények emelkedésével, A CF3M lehetővé teszi a mérnökök számára a komplex megtervezését,

költséghatékony alkatrészek, amelyek a legrosszabb vegyszert viselik, tengeri, és feldolgozási környezetek.

A kémia -ellenőrzés bevált gyakorlatainak betartásával, öntödei feldolgozás, és a hegeszt utáni hőkezelés,

A gyártók felszabadítják a CF3M teljes potenciálját, A hosszú élettartam biztosítása, megbízhatóság, és az életciklus értéke.

LangHe a tökéletes választás a gyártási igényekhez, ha magas színvonalra van szüksége rozsdamentes acél öntvények.

Vegye fel velünk a kapcsolatot ma!