1. 소개
CD4MCU (UNS 번호 J93370의 이중 주조에 대한 ASTM A890 등급 1A와 같은 주강 사양에 일반적으로 공급됩니다.) 고강도를 결합한 특수 목적으로 설계된 이중 스테인리스 주물입니다., 국부적인 부식에 대한 저항력 증가, 그리고 좋은 침식/공동현상 저항성.
그 화학 (높은 크롬, 몰리브덴, 적당한 니켈을 함유한 구리 및 질소) 그리고 2단계 (페라이트 + 오스테 나이트) 미세 구조로 인해 CD4MCu는 까다로운 습식 회전 부품에 널리 사용됩니다. (사기꾼, 펌프 케이싱), 밸브, 염화물이 노출되는 기타 주조 하드웨어, 침식 또는 기계적 부하가 존재함.
2. CD4MCu 스테인레스 스틸이란 무엇입니까??
CD4MCu는 이중 (페라이트 - 오스테 나이트) 스테인레스 스틸 주로 주조 제품 형태로 제공되는 등급.
균형잡힌 이중 미세구조를 제공하도록 제조되었습니다. (잘 가공된 주조품의 일반적인 페라이트 함량은 35-55%입니다.) 높은 항복강도를 나타내는 것, 인성이 우수하고 내공식성이 크게 향상되었습니다., 기존 오스테나이트 주조 등급에 비해 틈새 부식 및 염화물 응력 부식 균열 (예를 들어, CF8M/316 캐스트).
명칭의 "Cu"는 의도적인 구리 첨가를 반영합니다. (≒ 2.7~3.3wt%) 특정 환원 및 부식성 화학물질에 대한 저항성을 강화하고 공동화 또는 슬러리 환경에서 성능을 향상시킵니다..
특징
- 높은 기계적 강도 (CF8M/316 주물보다 훨씬 더 높은 수율을 얻습니다.).
- 국부적인 부식 저항성 향상 (Mo 및 N 부스트 PREN; 구리는 일부 환원 화학물질의 거동을 개선합니다.).
- 우수한 침식/공동 저항 젖은 부품 회전용.
- 주파수 복잡한 형상의 경우 (사기꾼, 두루마리, 밸브 바디).
- 좋은 용접성 자격을 갖춘 시술과 그에 맞는 필러를 사용하는 경우.
- 균형잡힌 이중 미세구조 많은 오스테나이트에 비해 피로 저항을 증가시키면서 손상에 강한 인성을 제공합니다..
3. CD4MCu 스테인레스 강의 일반적인 화학 성분
| 요소 | 일반적인 범위 (wt.%) | 역할 / 논평 |
| 기음 | ≤ 0.04 | 탄화물 침전을 피하기 위해 낮게 유지하십시오. |
| Cr | 24.5 - 26.5 | 1차 패시브 필름 형성기; 일반적인 내식성의 핵심 |
| ~ 안에 | 4.5 - 6.5 | 오스테나이트 전; 이중 균형을 돕습니다 |
| 모 | 1.7 - 2.5 | 내공식/틈새 저항 강화 |
Cu |
2.7 - 3.3 | 산 환원에 대한 저항성을 향상시킵니다., 캐비테이션/침식 거동 |
| N | 0.15 - 0.25 | 강화제 및 강력한 PREN 부스터 |
| MN | ≤ 1.0 | 탈산제/가공조제 |
| 그리고 | ≤ 1.0 | 탈산 및 내산화성 |
| 피 | ≤ 0.04 | 불순물 제어 |
| 에스 | ≤ 0.03 | 건전성을 위한 낮은 S |
| Fe | 균형 | 매트릭스 요소 (페라이트 + 오스테 나이트) |
4. 기계적 성질 - CD4MCu (ASTM A890 학년 1A)
아래는 집중적으로, 일반적인 공급 조건에서 CD4MCu의 일반적인 기계적 동작을 엔지니어링 수준으로 표현 (깁스, 솔루션이 매개되어 있습니다, 물- 또는 주조소에서 지정한 대로 공기 담금질).
실온 (전형적인) 기계적 성질 - 용체화 단련 주조 CD4MCu
| 재산 | 일반적인 범위 (그리고) | 일반적인 범위 (장엄한) | 논평 |
| 인장 강도, Rm | 650 - 780 MPA | 94 - 113 KSI | 단면 크기 및 주조 관행에 따라 다름; 무거운 섹션이 낮아지는 추세. |
| 0.2% 증거 / 생산하다, RP0.2 | 450 - 550 MPA | 65 - 80 KSI | 허용 응력 계산에 열별 값 사용. |
| 연장, 에이 (%) | 15 - 25 % | - | 표준 테스트 표본에서 측정됨; 더 무거운 단면과 주조 결함으로 인해 감소합니다.. |
| 면적 감소, 지 (%) | 30 - 40 % (전형적인) | - | 주조 품질이 높을 때 연성파괴가 발생함을 나타냄. |
브리넬 경도 (HBW) |
220 - 280 HB | ≈ 85 - 110 HRB | 경도가 높을수록 강도가 높아지지만 예상보다 높은 경우 미세 구조 문제를 나타낼 수 있습니다.. |
| 탄성 계수, 이자형 | ≈ 190 - 205 GPA | ≈ 27.6 - 29.7 ×10³ ksi | 공급업체 데이터가 다르지 않는 한 강성 계산에 ~200GPa를 사용합니다.. |
| Charpy V-notch, CVN (룸 T) | 일반적으로 좋은; 골절이 중요한지 지정 (예를 들어, ≥ 20–40 J 목표) | - | CVN은 열이다- 섹션에 따라 다름; 인성이 중요한 경우 공급업체 테스트가 필요합니다.. |
| 피로 (안내) | 지구력 (매끄러운 표본) ≒ 0.30–0.45 × Rm | - | 표면 마감에 크게 의존, 주조 결함, 잔류 응력 및 세부 형상. 구성 요소 테스트 권장. |
5. CD4MCu 스테인리스강의 물리적 및 열적 특성
| 재산 | 대표값 |
| 밀도 | ≈ 7.80 - 7.90 g · cm⁻³ |
| 열전도율 (20 ° C) | ≈ 12 - 16 W·m⁻¹·K⁻² |
| 비열 (20 ° C) | ≈ 430 - 500 J·kg⁻¹·K⁻² |
| 열 팽창 계수 (20–100 ° C) | ≈ 12.0 - 13.5 × 10⁻⁶ k⁻¹ |
| 탄성 계수 (이자형) | ≈ 190 - 205 GPA |
| 녹는/고체 (대략) | ~1375 – 1450 ° C (합금 의존적) |
6. 부식 성능
- 구덩이 & 갈라진 틈: CD4MCu의 모 + N + 높은 Cr은 강한 저항을 제공; 30도 이하의 PREN은 기수에 적합합니다., 적당한 온도에서 많은 냉각수 시스템과 염화물 함유 공정 흐름.
- SCC (염화물 응력 부식 균열): 이중 미세구조와 낮은 오스테나이트 분율이 부여됩니다. 더 큰 저항 일반적인 오스테나이트 주조 등급보다 염화물 SCC에 적합;
하지만, SCC는 심각한 염화물 조합에서도 여전히 발생할 수 있습니다., 온도와 인장 응력. - 침식-부식 / 캐비테이션: 구리 첨가 및 고강도로 침식에 의한 부식 및 캐비테이션 피팅에 대한 저항성이 향상됩니다.; 이것이 임펠러와 슬러리 펌프에 CD4MCu가 사용되는 이유입니다..
- 산 감소: CD4MCu는 다음보다 더 내성이 있습니다. 316 일부 약간 감소하는 유체에서, 그러나 농축된 열간 환원산은 고합금 또는 니켈 기반 재료가 필요할 수 있습니다..
- 온도 제한: 장기간 염화물 처리를 위해서는 실험실 검사를 통해 검증된 수준 이하의 노출을 선호합니다.; 높은 온도에서는 일반화된 부식 속도와 국부적인 공격 취약성이 증가합니다..
7. CD4MCu 스테인레스 강의 주조 특성
CD4MCu는 일반적으로 다음과 같이 전달됩니다. 투자 또는 모래주물 구성 요소.
주요 캐스팅 고려사항:
- 응고 및 수축: ~1.2~2.0% 정도의 일반적인 선형 수축이 예상됩니다. 패턴 설계에 주조소 수축 계수를 사용합니다.. 방향성 응고 및 적절하게 배치된 라이저는 수축 공동을 방지합니다..
- 용융 제어: 제어된 유도 용해, 아르곤 탈기 및 세라믹 여과로 가스 및 함유물 감소; 진공 용해 또는 ESR은 최고의 무결성 주조에 사용될 수 있습니다..
- 일반적인 주조 결함: 가스 다공성, 수축 공동, 비금속 개재물 및 콜드 셧 - 올바른 게이팅으로 방지, 여과법, 탈기 및 주입 제어.
- 주조 후 열처리: 솔루션 어닐링 (섹션 참조 8) 원하는 이중 균형을 달성하고 분리된 상을 용해하는 데 필요합니다.. 잘 알고 있기 (열간 등압 성형) 중요한 용도로 사용할 수 있습니다., 내부 다공성을 막기 위한 높은 무결성 부품.
- 가공 참작 & 공차: 현실적인 가공 재고 제공 (예를 들어, 2–6mm 황삭 여유; 투자 주조에 대한 비용 절감) 가공된 임계면 지정.
8. 제작, 열처리, 및 용접 모범 사례
열처리
- 솔루션 어닐링 캐스팅 후 (일반적인 온도 범위는 약 1040~1100°C입니다.; 따라야 할 정확한 파운드리 사양) 균형잡힌 이중 미세구조를 고정하고 바람직하지 않은 침전물을 용해시키기 위한 급속 담금질 기능.
일부 소식통은 약 1900°F 정도의 열처리를 권장합니다. (~1038°C) 주조 이중 등급에 대한 담금질이 이어집니다.; 정확한 온도/보류/냉각은 공급업체/주조업체 데이터시트를 따르세요..
용접
- 용접성이 좋다, 하지만 통제는 필수적이다: 자격을 갖춘 용접 절차를 사용하십시오 (WPS/WPQ), 이중 화학을 위해 설계된 매칭 필러 금속, 층간 온도 제어, HAZ의 위상 균형을 유지하기 위해 열 입력을 제한합니다..
- 용접 후 용액 어닐링: 완성된 어셈블리에 대해 항상 실행 가능한 것은 아닙니다.; 가능하지 않다면, 적절한 필러 합금을 선택하고 HAZ 범위를 최소화하여 국부 내식성을 보존합니다..
가공 & 형성
- CD4MCu의 가공성은 중간 정도입니다.; 초경 공구 사용, 적절한 공급 및 냉각수.
듀플렉스 재종은 오스테나이트 재종보다 강하므로 공구 마모가 더 높을 것으로 예상됩니다.. 연성 오스테나이트에 비해 냉간 성형이 제한됩니다.; 그에 따라 도면을 설계.
표면 준비 & 패시베이션
- 용접/수리 후 필요에 따라 열틴트 및 피클을 제거합니다., 그런 다음 질산 또는 구연산 부동태화 공정으로 부동태화하여 균일한 부동태막을 복원합니다..
9. CD4MCu의 산업 응용 (ASTM A890 학년 1A)
CD4MCu는 주조 형상이 있는 경우 널리 사용됩니다., 강화된 강도와 개선된 국부적 부식/침식 저항이 필요합니다.:
- 펌프 구성 요소: 사기꾼, 해수용 볼류트 및 케이싱, 뇌한 물, 냉각수 및 슬러리 서비스.
- 밸브 바디 & 손질: 해양 산업의 제어 및 격리 밸브, 담수화, 화학적인, 및 발전소 시스템.
- 담수화 & 역삼투 장비: 염화물 및 일시적인 조건에 노출된 회전 하드웨어 및 부속품.
- 펄프 & 제지 및 광산 장비: 슬러리 펌프 및 마모되기 쉬운 부품.
- 화학 공정 & 냉각 시스템: 염화물 수준과 기계적 부하가 결합되는 곳.
10. 장점 & 제한
CD4MCu의 핵심 장점 (ASTM A890 학년 1A)
- 균형 잡힌 강도와 부식 저항: 염화물 및 산성 매질에서 내식성이 비슷하거나 우수하며 316L의 두 배 항복 강도.
- 우수한 사워 서비스 성능: NACE MR0175 준수, H2S 함유 환경에 이상적.
- 우수한 주파수: 가공 공정을 통해 제작하기 어려운 복잡한 모양의 부품에 적합합니다..
- 비용 효율성: 30–니켈 기반 합금보다 50% 저렴 (예를 들어, Hastelloy C276) 적당한 환경에서 유사한 내식성을 제공하면서.
- 내마모성: 구리를 첨가하면 마모 및 침식에 대한 저항력이 향상됩니다., 유체 취급 응용 분야의 사용 수명 연장.
CD4MCu의 주요 제한 사항 (ASTM A890 학년 1A)
- 용접 복잡성: 엄격한 입열관리 및 PWHT 의무화, 오스테나이트강에 비해 제조 비용 증가.
- 온도 제한: σ 상 형성으로 인해 450°C 이상의 연속 서비스에는 적합하지 않습니다..
- 잔류 원소에 대한 민감도: 높은 Mn (>0.8%) 또는 Sn/Pb 불순물은 내식성을 감소시키고 균열 위험을 증가시킵니다..
- 오스테나이트강보다 연성이 낮습니다.: 연장 (16-24%) 316L보다 낮습니다. (≥40%), 변형이 심한 응용 분야에서의 사용 제한.
11. 비교 분석 — CD4MCU 유사한 합금과 비교
값은 대표적인 것입니다., 심사 및 사양 초안 작성에만 — 항상 공급업체 MTR을 사용하세요., 최종 선택을 위한 제조업체 데이터시트 및 애플리케이션별 테스트 데이터.
| 측면 / 합금 | CD4MCU (캐스트 듀플렉스) | CF8M / 깁스 316 (오스테 나이트) | 이중 2205 (꾸민) | 니켈 기반 (예를 들어, C-276) |
| 구성 하이라이트 | Cr ~24.5–26.5; ~4.5–6.5; 모 ~1.7–2.5; Cu ~2.7–3.3; N ~0.15–0.25 | Cr ~16–18; ~10~14시; 월 ~2~3 (CF8M) | Cr ~21–23; ~4–6.5; 모 ~3; N ~0.08–0.20 | 매우 높은 Ni 및 Cr; 상당한 모 (그리고 다른 합금) |
| 일반적인 PREN (상영) | ~ 30–35 (월/N에 따라 다름) | ~24~27 | ~ 35–40 | >40 (합금에 따라 다릅니다) |
| 대표적인 기계 (Rm / RP0.2) | Rm 650–780MPa; Rp0.2 450–550MPa | Rm ≒ 480–620MPa; Rp0.2 ≒ 170–300MPa | Rm ≒ 620–880MPa; Rp0.2 ≒ 400–520MPa | Rm 변수 (종종 500-900 MPa); Rp0.2는 등급에 따라 다름 |
| 염화물 SCC 저항성 | 좋은 (CF8M보다 낫다; 이중 혜택) | 보통 - 고온/스트레스 조건에 취약함 | 매우 좋은 (SCC를 위한 최고의 스테인레스 선택 중 하나) | 일반적으로 훌륭한 (극한의 화학을 위해 설계됨) |
구덩이 / 틈새 저항 |
높은 (모 + N + Cr; PREN ~30대) | 보통의 | 매우 높습니다 | 훌륭한 |
| 부식 / 캐비테이션 저항 | 좋은 (Cu + 강도가 높을수록 성능이 향상됩니다.) | 보통의 | 좋은 (더 높은 힘이 도움이 된다) | 변수 — 등급에 따라 다름; 침식보다는 부식을 위해 선택되는 경우가 많습니다. |
| 주파수 / 제품 형태 | 주물로 우수함 (사기꾼, 두루마리, 밸브 바디) | 훌륭한 (널리 이용 가능한 주조 형태) | 주로 꾸민 (그릇, 술집, 파이프); 일부 캐스트 듀플렉스가 존재하지만 더 복잡함 | 가공 및 주조; 캐스팅은 가능하지만 비용이 많이 든다 |
| 용접 성 & HAZ 행동 | 양호 - 자격을 갖춘 절차와 HAZ 제어가 필요합니다. | 훌륭한 (316 용서하고 있다) | 용접 가능하지만 양면 균형을 유지하기 위해 엄격한 제어가 필요함 | 자격을 갖춘 절차에 따라 용접 가능; 필러 선택이 중요 |
| 일반적인 비용대 (재료) | 중간~높음 (대부분의 Ni 합금보다 적음) | 낮추다 (경제적) | 중간~높음 (고사양의 경우 CD4MCu 이상과 유사) | 높은 (프리미엄 합금) |
일반적인 응용 프로그램 |
사기꾼, 펌프 케이싱, 기수/해수용 밸브 몸체, 슬러리 펌프, 담수화, 냉각수 | 일반 공정 배관, 탱크, 위생 장비, 적당한 염화물 서비스 | 난바다 쪽으로 부는, 담수화, 고강도 염화물 서비스, 압력 시스템 | 화학 반응기, 극산/염화물 서비스, 매우 높은 부식 심각도 |
| 언제 선택해야 하는가 | 고강도의 복잡한 주조 부품이 필요함, 적당한 비용으로 우수한 피팅/SCC 및 침식 저항성 | 염화물 노출이 낮음~보통이고 제조 단순성이 요구되는 비용 중심 프로젝트 | 가장 높은 염화물 저항성과 강도가 요구되고 가공 형태가 허용되는 경우 | 서비스 화학적 성질이나 온도가 스테인리스/이중 기능을 초과하고 수명주기 비용이 프리미엄을 정당화하는 경우 |
12. 결론
CD4MCU (주조 이중 형태로 지정된 경우 ASTM A890 등급 1A) 염화물 함유 주조 부품의 회전 및 압력 함유 주조 부품에 대한 기술적으로 매력적인 옵션입니다., 침식성 또는 공동화 서비스.
이중 구조, 몰리브덴 및 질소 함량은 강력한 공식 저항 및 SCC 내성을 제공하는 반면 구리 및 고강도는 침식 및 기계적 손상에 대한 저항성을 향상시킵니다..
합금의 장점을 실현하기 위해, 엄격한 주조 실무, 문서화된 솔루션 어닐링, 자격을 갖춘 용접과 적절한 NDE가 필수적입니다..
서비스 화학 또는 온도가 CD4MCu 기능을 초과하는 경우, 듀플렉스 단조 등급 또는 니켈 기반 합금을 평가해야 합니다..
FAQ
"CD4MCu"는 무엇을 의미합니까??
구성 특성을 지닌 이중 스테인리스 주조 등급을 나타냅니다. (Cr, 모, Cu와 N) 개선된 피팅을 위해 조정됨, SCC 및 내식성. 일반적으로 주조 이중 사양에서 ASTM A890 Grade 1A로 공급됩니다..
CD4MCu와 차이점은 무엇입니까 2205 이중 스테인리스 스틸?
CD4MCu는 깁스 복잡한 부품 제조에 최적화된 이중 합금, 내산성을 감소시키기 위해 구리를 첨가한 것.
2205 a 꾸민 질소 함량이 더 높은 이중 합금 (0.14–0.20중량%) 오스테나이트 안정화를 위해.
둘 다 비슷한 PREN 값을 가지고 있지만 (~34), 캐스팅에는 CD4MCu가 선호됩니다., 그리고 2205 가공제품에 사용됩니다. (판, 파이프).
CD4MCu는 바닷물에 적합합니까??
예 — CD4MCu는 바닷물에 널리 사용됩니다., 기수 및 냉각수 용도; 하지만, 장기간 침수 또는 비말 구역 서비스에 대한 실험실 검사 및 부식 허용치를 지정합니다..
CD4MCu를 현장에서 용접할 수 있습니까??
예 - 하지만 용접에는 자격을 갖춘 절차가 필요합니다, 일치하는 이중 필러 금속, 제어된 열 입력 및 용접 후 청소/패시베이션. 중요한 어셈블리의 경우 사전 인증 및 용접 쿠폰 테스트를 고려하세요..
CD4MCu는 어떻게 다른가요? 316 캐스팅?
CD4MCu는 CF8M/316 주물보다 더 높은 강도와 훨씬 더 나은 국부 부식 및 SCC 저항성을 제공하여 염화물 함유 제품의 수명을 연장합니다., 침식성 환경.
