CF8ステンレス鋼: プロパティ, アプリケーション

1. 導入

CF8ステンレス鋼, しばしばと呼ばれます cf8をキャストします, 鍛造に相当するキャストを表します 304 ステンレス鋼.

バランスの取れた化学で - 0.08 % 炭素, 18–20 % クロム, 8–10.5 % ニッケル—CF8はの耐食性を組み合わせます 304 デザインのキャストの自由.

結果として, エンジニアはCF8を展開します ポンプボディ, バルブハウジング, そして 衛生継手 複雑な幾何学と攻撃的な環境が収束する場合.

歴史的に, 錬金術からのシフト 304 シートグッズへ CF8コンポーネントをキャストします 20世紀半ばに始まりました.

Foundriesは、溶融CF8が複雑なカビを満たすことができることを認識しました - 発生は経済的に機械加工することは不可能です - 信頼性の高い耐久性を提供しますが.

その結果, CF8は、幅広い産業ハードウェアを支えています, から 化学物質加工装置 に 海洋継手.

2. 化学組成 & 冶金

CF8ステンレス鋼 - 鍛造に相当するキャストとして分類されます 304 ステンレス鋼 - 優れた腐食抵抗を提供するように設計された正確にバランスの取れた化学組成, 強さ, キャスト性.

ASTM A351およびASTM A743の下での標準グレードとして, CF8は特定の構成制限に従い、産業用アプリケーションで一貫した品質とパフォーマンスを確保します.

公称化学組成 (重量パーセント, %)

要素	コンテンツ (%)	関数
炭素 (c)	≤0.08	炭化物の形成を制限します; 耐食性と溶接性を改善します
クロム (cr)	18.0–20.0	酸化と耐食性を提供します
ニッケル (で)	8.0–10.5	延性と靭性を高めます; オーステナイト構造を安定させます
マンガン (Mn)	≤1.5–2.0	デオキシジ剤; ホット作業特性を改善します
シリコン (そして)	≤1.5	鋳造の流動性を促進します; デオキシジ剤として機能します
リン (p)	≤0.04	腹立を避けるために制御されます
硫黄 (s)	≤0.04	熱い亀裂の感受性を減らすために最小化されます
鉄 (fe)	バランス	一次マトリックス要素

これらのプロポーションは鍛造されています 304 ステンレス鋼, しかし、ステンレス鋼のCF8は制御された割合を保持します D-フェライト-通常 3–7％-凝固中の熱い亀裂を防ぐため.

多くの場合、ファウンドリーの実践がターゲットになります 4–6％フェライト 冷却速度を調整し、マイナーなシリコンまたは窒素の調整を介して.

液体から固体への移行, CF8はaを受けます 一次オーステナイト凝固 続いてa フェライト‑オーステナイト変換 dendritic領域で.

これ 二重 微細構造 - フェライトマトリックスのオーステナイト諸島 - 強化 タフネス そして クラックアレスト能力.

さらに, Δ-皮膚の存在は、穀物境界での炭化物ネットワークの成長を抑制します, したがって、のリスクを減らします 感作 ポストウェルド冷却中.

3. 規格, 同等 & 仕様

業界仕様CF8の品質をアンカーします:

• ASTM A351/A743 キャストステンレス鋼の下でCF8を指定し、それをリンクします US J92900.
• ヨーロッパで, CF8はに対応します 1つの-js 304 (1.4372) とISO 17916.
• 日本の基準はそれを示しています FC304だけ.

典型的な調達書類が求められます X線検査, 化学分析 ±内 0.03 % 名目の, そして 最大硬度 の 200 HB.

このような基準は、腐食性と機械的サービスにおける一貫したパフォーマンスを保証します.

4. 物理的な & CF8ステンレス鋼の機械的特性

CF8ステンレス鋼, Aisiのキャストカウンターパート 304, バランスの取れた機械的強度で高く評価されています, 延性, 優れた腐食抵抗.

これらの特性により、化学処理から海洋および食品グレードの用途に至るまで、多くの業界で多目的な選択肢になります.

以下は、その詳細な内訳です 物理的および機械的特性, 関連データによってサポートされています.

機械的特性 (室温)

財産	典型的な値	メモ
抗張力	≥485MPa (70 KSI)	ストレス下での構造的完全性を保証します
降伏強度 (0.2% オフセット)	205 MPa以上 (30 KSI)	中程度のロードアプリケーションに適しています
伸長	≥30％	優れた延性と形成性を反映しています
硬度 (ブリネルHBW)	〜150–190	冷却速度と微細構造に依存します
衝撃の靭性 (シャルピー)	> 20°Cで80 j	Δフェライトの含有量と温度によって異なります

これらの値に準拠しています ASTM A351/A743 要件と鋳造方法によってわずかに異なる場合があります, 熱処理, コンポーネントのジオメトリ.

物理的特性

財産	典型的な値	メモ
密度	〜7.9 g/cm³	錬金術に匹敵します 304
融解範囲	1400–1450°C	鋳造の注入温度にとって重要です
熱伝導率	16.2 w/m・k @ 100°C	炭素鋼よりも低い; 熱放散に影響します
比熱容量	〜500 j/kg・k	中程度の熱慣性
熱膨張係数	17.2 µm/m・°C (20–100°C)	サーマルサイクリングアプリケーションで考慮する必要があります
電気抵抗率	0.72 µΩ・m	オーステナイトグレードの典型

上昇した温度挙動

CF8は、最大400°Cまでの合理的な強度を保持します (752 °F), それを超えて、穀物の粗大化と感作が機械的および腐食性能を低下させる可能性があります.

そうです この範囲を超える高ストレスサービスにはお勧めしません 安定または修正されない限り.

疲労とクリープ抵抗

• 疲労強度 (10⁷サイクル): 〜240 MPa (35 KSI) RTの空気中
• クリープ抵抗: 光から中程度の熱応力を受け入れますが、CF8Cや熱耐性合金などの長期的な高温暴露には適していません.

加工性

いくつかのフェライトまたはマルテンサイトスチールほどフリーマシニングではありませんが, ステンレス鋼のCF8が提供しています 優れた機械性 オーステナイト合金用.

最適化された切断角を持つツール, 適切なフィード/速度, クーラントシステムが推奨されます.

その 非磁性性 完全にオーステナイト状態では、選択した技術環境でも有利になる可能性があります.

5. 耐食性

CF8は優れています 一般的な腐食 シナリオ - 希釈酸と塩化物を耐えます 200 周囲温度でのppm.

その ピッティング抵抗相当数 (木材) 大まかに 17 ささやかな改善を反映しています 304, ピットの開始時間に翻訳します 20–30 % 長く 3.5 % NaClソリューション.

それにもかかわらず, CF8はその影響を受けやすいままです ストレス腐食亀裂 (SCC) 高塩化物で, 高温環境.

SCCを軽減する, デザイナーはしばしばサービスの温度を制限します < 60 °C またはCF8M/CF3Mを指定します (モリブデンを追加しました) より厳しい条件のために.

6. キャスト性 & CF8ステンレス鋼の鋳造慣行

CF8ステンレス鋼 - 錬金術304に相当するキャスト - 複雑なジオメトリの生産を可能にする優れた鋳造特性を強化する, 圧力含有コンポーネント, 腐食耐性構造.

そのキャスティブは、要求の厳しい産業部門で広く使用されている主な理由の1つです. 以下は、その鋳造行動と最高の鋳造慣行の専門分析です.

主要なキャスティブ機能

良い流動性

CF8ステンレス鋼は、中程度から良好な流動性を示します, これにより、複雑なカビの洞窟を効果的に満たすことができます.

これは、薄い壁や細かい細部を備えたコンポーネントを生産するために特に重要です.

典型的な注入温度は範囲です 1450°C〜1550°C, パーツの形状とセクションの厚さに応じて.

より広い凍結範囲

ステンレス鋼のCF8は、ほぼの温度範囲にわたって固化します 50–80°C, より多くの傾向があります 微量多孔性 そして 縮小欠陥 狭い固化範囲の材料と比較して.

そのような, 適切な給餌システムとライザーの設計が不可欠です.

中程度の線形収縮 (〜1.8–2.2％)

固化中の合金の収縮は比較的予測可能です, ファウンドリーが適切な収縮手当と補償戦略を備えた金型を設計できるようにして、次元の精度を達成する.

熱い亀裂に対する抵抗

少量の存在 D-フェライト (3–7％) 微細構造では、冷却中の熱い引き裂きと亀裂に対する耐性を高めます, 特に厚い断面で.

CF8ステンレス鋼に適した鋳造方法

7. 溶接 & 熱処理

CF8はすぐに溶接します ER304 または ER304L フィラー. 制限する 感作, 製造業者は維持します 熱入力 間 1.0–2.0 kJ/mm 以下のインターパス温度を制御します 250 °C.

ポストウェルド ソリューションアニーリング で 1 040–1 100 °C - クエンチングに従う - 完全な腐食抵抗を再構築します.

または、または, ストレス緩和 で 650–750°C 重大な感作リスクなしに残留応力を減らします.

8. CF8ステンレス鋼のアプリケーション

化学処理産業

パンプス, バルブ, パイプフィッティング, およびアジテーターシャフト

水 & 廃水処理

パイプシステム, バルブボディ, 逆流防止剤

食べ物 & 飲料業界

衛生バルブ, 熱交換器, ミキサー, およびコンテナ

海兵隊 & オフショアハードウェア

デッキフィッティング, 水の摂取量, 水中ハウジング

医薬品システム

きれいな場所 (CIP) 配管, 滅菌容器, 楽器ハウジング

エネルギー & 発電

タービンハウジング, 熱交換器成分, サポート構造

9. 代替資料との比較

10. 新たな傾向 & CF8ステンレス鋼の革新

高度な合金バリアントの開発

攻撃的な媒体におけるより高い腐食抵抗の必要性に対処するために, 研究は、CF8を最適化することに焦点を当てています マイクロアロイングと組成の洗練.

フェライト対オーステナイト比の調整, 残留デルタフェライトの制御, トレース要素のような組み込み ニオブ (NB) そして モリブデン (MO) 高温亀裂抵抗と機械的安定性を改善できます.

• ハイブリッドCF8グレード テーラードフェライトの内容 (〜5–7％) 溶接性と強度のバランスをとるために開発されています.
• モリブデン濃縮CF8バリアントは、CF8とCF8Mの間の中間オプションとして機能します, 316L相当の完全なコストなしで中程度の塩化物耐性を提供する.

添加剤の製造 (午前) 統合

金属鋳造で最も破壊的な革新の1つは 添加剤の統合 (午前) テクニック, 特に バインダー噴射と直接エネルギー堆積.

CF8は伝統的に砂または投資型に鋳造されていますが, ハイブリッドAMキャストワークフローが許可されています:

• 複雑な幾何学の迅速なプロトタイピング
• 小型バッチまたはカスタマイズされたコンポーネント用のネットシェープ生産に近い生産
• 材料の廃棄物とリードタイムの​​短縮

航空宇宙などの産業, 医学, 防衛は、軽量のためのAMを作成したCF8または同等の304L合金を調査しています, 腐食耐性アセンブリ.

表面工学 & コーティング

ハイウィアまたは非常に腐食性の環境でのCF8コンポーネントの運用寿命を延長する, 表面修正技術 雇用されています. これらには含まれます:

• サーマルスプレーコーティング (例えば。, CR3C2-NICR) 侵食抵抗を強化する
• エレクトロポリッシングと危険性 表面の粗さを減らし、腐食挙動を改善するため
• レーザークラッディング サイト固有の強化と摩耗保護用

これらの方法は、CF8部品の標準がますます標準になっています 海兵隊, 化学薬品, および医薬品部門.

11. 結論

CF8ステンレス鋼は依然として権威ある選択肢です 中程度, 複雑なジオメトリ キャストコンポーネント.

化学物質のバランスを慎重にバランスさせることにより, ファウンドリープラクティス, そして、洗練された治療, エンジニアはCF8を利用できます 費用効率, 耐食性, そして 機械的信頼性.

より厳しい環境用, CF8MまたはCF3Mは、ささやかなプレミアムでパフォーマンスを向上させます.

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FAQ

Q: CF8とCF8Mの主な違いは何ですか?

a: CF8Mにはモリブデンが含まれています (〜2–3％), CF8と比較して、孔食と隙間腐食に対する耐性を改善する.

Q: CF8を溶接できます?

a: はい, CF8は、ER304/304Lフィラーワイヤを使用して溶接可能です. 腐食抵抗を回復するには、後溶液のアニーリングが推奨されます.

Q: CF8磁気です?

a: オーステナイト鋼として, CF8は一般に、アニール状態では非磁性です. コールドワークまたは不適切な熱処理は、わずかな磁気を誘発する可能性があります.

Q: CF8が耐えることができる最高温度は何ですか?

a: CF8は、約400°Cの有用な強度を維持します. 450°Cを超える長期にわたる曝露は、腹立または感作を引き起こす可能性があります.

Q: CF8の一般的なアプリケーションは何ですか?

a: バルブ, ポンプケース, マリンハードウェア, 食品加工装置, および化学植物成分.

Q: CF8は延性鉄とどのように比較されますか?

a: CF8ははるかに優れた腐食抵抗を提供しますが、より高いコストで. 延性鉄は安価ですが、攻撃的な環境には適していません.