ASTM A743 CA6NM은 Martensitic입니다 스테인레스 스틸 캐스팅 등급은 특히 고강도를 제공하도록 설계되었습니다, 부식 저항, 심한 서비스 환경에서의 인성.
12-14% 크롬 및 3-4% 니켈 조성물로, CA6NM은 캐비테이션에 대한 우수한 저항을 제공하는 균형 잡힌 미세 구조를 달성합니다., 부식, 그리고 다른 Martensitic Stainless Steels에 비해 탁월한 용접 성을 유지하면서 구덩이.
이 합금은 Hydroturpine 주자에게 선택의 재료가되었습니다., 펌프 임펠러, 해외 플랫폼 구성 요소, 그리고 밸브 바디, 구조적 신뢰성과 환경 탄력성의 조합이 필수 인 경우.
1. ASTM A743 CA6NM이란 무엇입니까??
ASTM A743 CA6NM은 a입니다 Martensitic Stainless Steel 주조 등급 높은 기계적 강도가 필요한 환경에서 서비스를 위해 설계되었습니다, 좋은 강인함, 중간 정도에서 높은 부식 저항.
"CA"는 ASTM 캐스팅 표준에서 부식 방지 합금을 나타냅니다., "6"은 합금 시리즈를 나타냅니다, "NM"은 존재를 나타냅니다 니켈과 몰리브덴 향상된 부식 저항.
그것은 그것으로 널리 알려져 있습니다 가공 가능성의 균형, 용접 성, 및 환경 분해에 대한 저항, Martensitic 등급에서 독특하게 만듭니다.
2. CA6NM의 화학적 조성
CA6NM은 a입니다 12% 크롬, 4% 니켈, 0.5% Molybdenum martensitic Stainless Steel 결합하도록 개발되었습니다 힘, 강인함, 그리고 부식 저항 단일 주조 합금.
그 구성은 단단히 제어됩니다 ASTM A743/A743M 일관된 야금 성능을 보장합니다.
전형적인 화학 성분 제한 (% 체중):
| 요소 | 사양 범위 (%) | 기능적 역할 |
| 탄소 (기음) | ≤ 0.06 | 저탄소는 탄화물 침전을 최소화합니다, 강인성과 용접 성 향상. |
| 망간 (MN) | ≤ 1.00 | 녹는 동안 뜨거운 작업 특성과 탈산성을 향상시킵니다. |
| 규소 (그리고) | ≤ 1.00 | 탈산제 역할을합니다; 과도한 양은 인성을 줄일 수 있습니다. |
| 크롬 (Cr) | 11.5 - 14.0 | 수파화 및 부식 저항을위한 주요 요소. |
| 니켈 (~ 안에) | 3.50 - 4.50 | 마르텐 사이트를 안정화시킵니다, 강인함을 향상시킵니다, 응력 부식 균열에 대한 저항을 향상시킵니다. |
| 몰리브덴 (모) | 0.40 - 1.00 | 구덩이 저항을 강화합니다, 특히 클로라이드 함유 환경에서. |
| 인 (피) | ≤ 0.04 | 손상을 방지하기 위해 낮게 유지했습니다. |
| 황 (에스) | ≤ 0.03 | 낮은 수준은 인성과 부식 저항을 유지합니다. |
| 철 (Fe) | 균형 | 구조적 강도를 제공하는 매트릭스 요소. |
3. 기계적 & CA6NM의 물리적 특성
CA6NM은 a 균형 잡힌 힘의 조합, 연성, 그리고 골절 인성, 큰 섹션 주조에서도.
그 속성은 그 속성의 결과입니다 12CR – 4NI – MO Martensitic 구성 결합 제어 된 열처리.
전형적인 기계적 특성
(ASTM 당 값 A743/A743M 요구 사항; 실제 결과는 섹션 크기에 따라 다릅니다, 열처리, 그리고 테스트 오리엔테이션)
| 재산 | 전형적인 가치 | 테스트 조건 |
| 인장 강도 (Rm) | 655–795 MPa (95–115 KSI) | 실온, 템퍼 된 마르텐 사이트 |
| 항복 강도 (RP0.2) | ≥ 450 MPA (65 KSI) | 위와 동일합니다 |
| 연장 | ≥ 15% | 게이지 길이 = 50 mm |
| 면적 감소 | ≥ 35% | 실온 |
| Charpy V-notch 충격 에너지 | 40–46 ° C에서 –80 j (–50 ° F) | 종 방향 |
| 경도 | 207–255 HB (대략. 22–26 HRC) | 템퍼링 후 |
| 골절 강인성 (K_IC) | ~ 110–130 MPa · √m | 실온, 세분화 된 상태 |
전형적인 물리적 특성
| 재산 | 전형적인 가치 | 메모 |
| 밀도 | 7.74 g/cm³ (0.280 lb/in³) | 합금으로 인한 탄소강보다 약간 낮습니다 |
| 탄성 계수 | 200 GPA (29 × 10⁶ psi) | 다른 스테인레스 강과 비슷합니다 |
| 열전도율 | 100 ℃에서 ~ 24 w/m · K | 탄소강보다 낮습니다; 열 소산에 영향을 미칩니다 |
| 비열 용량 | 460 J/KG · K | 20 ° C에서 |
| 전기 저항성 | 0.60 µΩ · m | 탄소강보다 높습니다, 침식 저항에 유리합니다 |
| 열 팽창 계수 | 10.8 × 10 ° /° C (20–100 ° C) | 다중 금속 어셈블리에서 고려해야합니다 |
4. 열처리 & 미세 구조 제어
CA6NM은 성능뿐만 아니라 성능을 도출합니다 12% 크롬, 4% 니켈, 및 몰리브덴 화학, 그러나 또한 정확한 열처리 시퀀스 그것은 캐스트 구조를 a로 변형시킵니다 힘든, 템퍼 된 마르텐 스테이트 미세 구조.
이 변환은 합금의 목표 균형을 달성하는 데 필수적입니다. 힘, 연성, 부식 저항, 및 치수 안정성.
표준 열처리 시퀀스
CA6NM 주조의 전형적인 열처리는 ASTM A743/A743M 지침을 따르며 섹션 두께에 맞게 조정됩니다.:
솔루션 어닐링 (오스테니 화):
- 온도: 1010–1050 ° C (1850–1920 ° F)
- 목적: 탄화물을 용해시키고 합금 요소를 균질화합니다. 담금질 전에 완전히 오스테 나이트 구조를 생성합니다.
- 시간을 잡아라: ~ 1 시간당 25 mm (1 인치) 섹션 두께, 최소 2 시간.
담금질:
- 중간: 강제 공기 또는 기름, 캐스트 섹션 크기 및 원하는 냉각 속도에 따라.
- 목적: 오스테 나이트를 변형시킵니다 저탄소 마르텐 사이트 왜곡과 잔류 응력을 최소화하면서.
- 메모: CA6NM의 니켈 함량은 마르텐 사이트 시작을 낮추겠습니다 (M_S) 온도, 균일 한 변환 촉진.
템퍼링:
- 온도: 565–620 ° C (1050–1150 ° F) 힘과 강인함의 표준 균형.
- 목적: 스트레스를 완화합니다, 연성을 향상시킵니다, 경도를 22-26 시간으로 조정합니다.
- 온도의 영향: 온도가 낮은 온도는 강도가 높지만 충격 인성을 줄입니다.; 온도가 높을수록 인성이 향상되지만 항복 강도가 약간 낮습니다.
미세 구조 특성
적절하게 열 처리 된 CA6NM 캐스팅 전시회:
- 강화 된 마르텐 사이트 매트릭스: 우수한 골절 강인함으로 높은 인장 및 항복 강도를 제공합니다..
- 세련된 입자 크기: 니켈 첨가는 오스테니 화 중에 곡물 성장을 억제합니다, 고 충격 에너지 유지 지원.
- 분산 된 탄화물: 라스 경계를 따르는 미세한 midescb 탄화물.
- 최소 보유 오스테 나이트 (<5%): 과도한 유지 오스테 나이트는 경도와 치수 안정성을 낮출 수 있습니다, 따라서 냉각 속도와 템퍼링 사이클이 신중하게 제어됩니다.
5. 주조, 가공 & 용접 성
CA6NM의 값 a 수경관, 판막, 그리고 펌프 합금 화학 및 열처리에만 의존하는 것이 아닙니다, 그러나 그것에도 주파수, 가공 가능성, 수리 용접성.
캐스팅 프로세스
CA6NM은 여러 파운드리 방법을 사용하여 성공적으로 생성 될 수 있습니다, 제조업체가 프로세스 기능과 일치하도록 허용합니다, 치수 요구 사항, 생산량.
모래 주조:
- 가장 적합합니다 크기가 큰, 두꺼운 벽 구성 요소 터빈 케이스와 같은, 펌프 하우징, 그리고 밸브 바디 1–5 당신의 범위.
- 일반적인 공차: ± 1 mm 당 100 mm 차원.
- 표면 마감: RA 6.3-12.5 μm 쉐이크 아웃 후.
- 장점: 크기와 모양이 높은 유연성; 저용량으로 경제적입니다.
투자 캐스팅 (잃어버린 왁스):
- 이상적입니다 복잡한 형상 터빈 블레이드처럼, 밸브 트림, 그리고 부드러운 표면과 세부 사항이 중요한 러너 세그먼트.
- 치수 정확도: ± 0.1 mm.
- 표면 마감: RA 1.6-3.2 μm, 가공 허용량을 줄이고 CAST 유압 효율을 향상시킵니다.
원심 캐스팅:
- 생산합니다 원통형 또는 링 모양 구성 요소 펌프 소매와 같은, 착용 반지, 그리고 베어링 껍질.
- 보장합니다 균일 한 밀도 및 최소 분리-고압 밀봉 표면의 비판적.
- 동심성 공차가 필요한 부품에 종종 사용됩니다 0.25 mm.
캐스팅 수율 속도 CA6NM의 경우 일반적으로 초과합니다 85% 간단한 형상의 경우, 깊은 주머니 또는 두꺼운 얇은 전환으로 더 복잡한 모양이 70–75% 수축 공동 관리 및 라이저 설계 제한으로 인해.
가공 동작
CA6NM은 상당히 중요합니다 가공하기 쉽습니다 완전히 강화 된 마틴 시트 강보다, 특히 강화 된 상태 (22–26 HRC).
주요 가공 노트:
- 절단 속도: 카바이드 툴링으로 ~ 30–50 m/분; 최대 80 패스를 마무리 할 때 코팅 탄화물이있는 m/min.
- 도구 마모: 보통 - 니켈은 인성을 향상 시키지만 피드가 너무 가벼워지면 작업 경화를 유발할 수 있습니다..
- 냉각수 사용: 표면 마감 일관성 및 열 안정성에 권장됩니다.
- 치수 안정성: 낮은 보유 오스테 나이트 함량은 거친 가공 후 최소한의 왜곡을 의미합니다..
- 가공 수당: 3–6mm는 열처리 후 표면 스케일과 피부를 주조하는 데 일반적입니다..
용접 성
CA6NM입니다 기존보다 더 용접 가능 410 스테인리스 ~ 때문에:
- 저탄소 함량 (≤0.06%)
- 니켈 첨가 (~ 4%) 냉각 동안 오스테 나이트 안정화
- 예열 및 weld 열 처리가 적용될 때 수소 균열 위험이 낮아
용접을위한 모범 사례:
- 예열: 150–250 ° C (300–480 ° F) 열 구배 및 수소 균열 위험을 줄입니다.
- 필러 금속 선택: 일치하는 구성 필러 (예를 들어, gtaw/gmaw 용 AWS ER410NIMO 또는 SMAW 용 E410NIMO) 강도와 부식 저항을 유지합니다.
- 인터페이스 온도: < 250 ° C (480 ° F) 인접한 열에 영향을받는 구역을 과도하게 대체하지 않기 위해.
- 웰드 후 열처리 (PWHT): 565–620 ° C에서의 국부적 또는 완전성 (1050–1150 ° F) 강인함과 경도 균일 성을 회복합니다.
수리 용접:
- 다공성 또는 표면 결함을 교정하기 위해 대형 Hydroturbine 러너 또는 밸브 바디에서 일반적으로.
- 성공은 용접 매개 변수의 엄격한 제어에 달려 있습니다, 관절 청결, 및 PWHT 응용 프로그램.
6. 부식 저항: 수성 환경에 맞게 조정되었습니다
CA6NM의 부식 저항이 설계되었습니다 담수, 해수, 가벼운 화학 환경, 탄소강 또는 저금리 주물보다 훨씬 저항력이있어, 특정 시나리오에서 일부 오스테 나이트 등급과 경쟁합니다:
- 담수와 증기: 크롬 산화물 층은 담수에서 산화 및 피팅에 저항합니다. (예를 들어, 강물, 냉각수 시스템) 부식율로 <0.02 mm/년.
또한 200-300 ° C에서 젖은 증기를 견딜 수 있습니다, 발전소 구성 요소의 핵심 특성. - 해수: 몰리브덴 첨가물은 염화물 유발 피팅에 대한 내성을 향상시킵니다.
해수 침수 시험에서, CA6NM은 부식 속도가 0.05–0.1 mm/연간 - 410 스테인레스 스틸 (0.2–0.3 mm/년) 그러나 약간 낮습니다 316 (0.01–0.03 mm/년). - 가벼운 화학 물질: 희석 된 산에 저항합니다 (예를 들어, 5% 황산), 알칼리 (예를 들어, 10% 수산화 나트륨), 및 석유 제품, 유전 밸브 및 화학 가공 펌프에 적합.
제한이 존재합니다: 강산에는 CA6NM이 권장되지 않습니다 (예를 들어, 37% 염산) 또는 높은 클로라이드 환경 (예를 들어, 소금물 >10% NaCl), 여기서 오스테 나이트는 CF8M과 같은 등급입니다 (316 동등한) 더 잘 수행하십시오.
7. CA6NM의 전형적인 응용
ASTM A743 CA6NM 고강도, 저온에서의 탁월함, 부식에 대한 저항, 캐비테이션, 그리고 침식 그것을위한 자료로 만드십시오 중요한 유압, 선박, 및 에너지 부문 구성 요소.
| 응용 프로그램 부문 | 일반적인 구성 요소 | CA6NM이 충족하는 주요 성능 요구 사항 |
| 수력 발전 | 터빈 러너 (카플란, 프랜시스, 구근), 개찰구 문, 가이드 Vanes, 머무는 반지 | 높은 캐비테이션 저항, 침식 저항, 저온에서의 인성 |
| 선박 & 난바다 쪽으로 부는 | 프로펠러 블레이드, 허브, 방향타 주식, 펌프 샤프트, 해수 밸브 바디 | 해수 부식 저항, 좋은 피로의 힘, 낮은 자기 투과성 |
| 기름 & 가스 | 해저 펌프 임펠러, 소매, 게이트/글로브/체크 밸브 트림, 초크 밸브 | 클로라이드 스트레스 부식 저항, 침식 저항, 고강도 |
| 산업 펌핑 | 원심 펌프 임펠러, 착용 반지, 케이싱, 디퓨저 플레이트 | 내마모성, 뇌한 물과 화학 물질의 부식 저항 |
| 담수화 식물 | 고압 펌프 샤프트, 사기꾼, 밀봉 링 | 염화물 유발 피팅에 대한 저항, 치수 안정성 |
| 조석 & 재생 에너지 | 조석 터빈 블레이드, 허브, 샤프트 | 결합 된 침식과 염화물 내식성, 장기 내구성 |
| 방어 / 해군 | 잠수함 프로펠러, 샤프트 라이너, 스티어링 기어 구성 요소 | 낮은 자기 서명, 캐비테이션 저항, 기계적 신뢰성 |
8. 비교: CA6NM 대 CA15 (410), 17-4ph, 이중 2205
| 재산 / 특징 | CA6NM (ASTM A743) | CA15 (410 봄 여름 시즌) (ASTM A743) | 17-4ph (ASTM A747 CB7CU-1) | 이중 2205 (ASTM A890 학년 4A) |
| 유형 / 미세 구조 | Martensitic (낮은 c, 12Cr + ~ 안에) | Martensitic (높은 c, 12Cr) | 강수량 경화 마르텐 시스트 | 페라이트-오스테 나이트 (이중) |
| 전형적인 구성 (wt%) | C ≤ 0.06, CR 11.5–14, 3.5-4.5에서, MO 0.4–1.0 | CR 11.5–14, ≤ 1.0, 기음 0.15 | C ≤ 0.07, CR 15–17, 3-5에, Cu 3-5 | C ≤ 0.03, CR 21–23, 4.5-6.5입니다, MO 2.5–3.5 |
| 인장 강도 (MPA) | 655–760 | 550–690 | 930–1,100 | 620–880 |
| 항복 강도 (MPA) | 450–550 | 350–450 | 725–1,035 | 450–620 |
| 연장 (%) | 15–20 | 10–15 | 8–12 | 20–25 |
| 경도 (HB) | 200–240 | 180–230 | 300–360 | 220–270 |
| 0 ° C에서의 인성 (J.) | 훌륭한 (≥ 40) | 공정한 (10–20) | 보통의 (20–30) | 훌륭한 (≥ 60) |
| 부식 저항 | 신선한/해수에 좋습니다, 캐비테이션에 저항합니다 | 공정한, 클로라이드를 피우는 경향이 있습니다 | 좋은, 그러나 심한 염화물 환경에는 그렇지 않습니다 | 우수한 염화물과 구덩이 저항 |
| 캐비테이션 저항 | 높은 | 낮은 | 중간 | 높은 |
| 열처리 | 솔루션 어닐링 + 성질 | 단지 | 해결책 + 노화 | 솔루션 어닐링 전용 |
| 주파수 | 좋은, 모래에 적합합니다 & 투자 캐스팅 | 모래 주조에 좋습니다 | 보통의, 강수 경화로 인해 더 복잡합니다 | 보통의, 정확한 제어가 필요합니다 |
| 용접 성 | 좋은, 그러나 전/사후 열처리가 필요합니다 | 보통의, 크래킹 경향이 있습니다 | 좋은, 그러나 용접 후 노화가 필요합니다 | 좋은, 금속 간에 민감합니다 |
| 가공 가능성 | 보통의 | 좋은 | 공정한 | 보통의 |
| 비용 수준 | 중간 | 낮은 | 높은 | 높은 |
| 일반적인 응용 프로그램 | 유압 터빈, 펌프 임펠러, 해양 프로펠러 | 일반 펌프 부품, 저의 의무 밸브 | 항공 우주, 고 강성 샤프트 | 해외 구조, 담수화 장비 |
9. 공통적 인 등가
CA6NM의 독특한 힘의 균형, 강인함, 그리고 부식 저항은 여러 관련 Martensitic Stainless Steel 사이에 위치합니다.. 다른 표준 또는 등급의 공통적 인 동등한에는 다음이 포함됩니다:
- 미국 J91660: CA6NM에 대한 통합 번호 매기기 시스템 지정.
- ASTM A297 유형 CA6NM: 유사한 주물에 대한 대체 ASTM 지정.
- 안에 1.4528 / x12crnisi17-7: 유럽의 동등한 마르텐 사이트 스테인리스 스틸 등급, 캐스팅 또는 단조에 사용됩니다.
- 그는 SUS630: 일본 동등한 강수 강화 강화 스테인리스 스틸, 미세 구조가 다르지만 유사한 응용 프로그램을 공유합니다.
- CA15 (ASTM A743 CA15): 유사한 화학이지만 다른 기계적 및 인성 프로파일을 갖는 더 높은 탄소 마르텐 사이트 등급.
10. 결론
ASTM A743 CA6NM은 a 입증 된 힘의 균형, 부식 저항, 그리고 강인함 따라서 회전 기계 및 해양/해양 응용 프로그램을 까다로울 수 없게됩니다..
용접 성과 캐비테이션 저항이 향상되어 서비스 수명이 길고 유지 보수 가동 중지 시간이 줄어 듭니다. 심각한 환경에 대한 비용 효율적인 선택.
FAQ
Ca6nm 자기입니다?
예, 그것은 martensitic이며 자기 특성을 나타냅니다.
CA6NM은 해수 침수에 적합합니다?
아니요 - 부식 속도가 삐걱 거립니다 (0.1–0.2 mm/년) 장기 해수 노출에 부적합합니다. 이중을 사용하십시오 2205 대신에.
CA6NM의 최대 온도는 얼마입니까??
최대 400 ° C의 유용한 강도를 유지합니다. 500 ° C 이상, 산화 및 연화가 발생합니다; 더 높은 온도에 니켈 기반 합금을 사용하십시오.
식품 가공에 CA6NM을 사용할 수 있습니다?
아니오 - 산성 식품에 침착 할 수있는 적당한 내식성 및 잠재력은 오스테 나이트 등급을 만듭니다. (예를 들어, CF8) 더 나은.
CA6NM은 17-4ph의 강점과 어떻게 비교됩니까??
17-4pH는 더 높은 인장 강도를 제공합니다 (860–1100 MPa) 그러나 덜 캐스팅 가능합니다; CA6NM은 복잡한 주물에 선호됩니다.
CA6NM 캐스팅의 일반적인 리드 타임은 무엇입니까??
4–8 주 모래 주조; 6투자 캐스팅의 경우 12 주 (곰팡이 제작으로 인해).
