1. 소개
CF3 스테인리스 스틸, 오스테 나이트 캐스트 스테인리스 스틸 패밀리의 일원, 저탄소 캐스트는 인기있는 단조 등급에 해당합니다. 304엘 (미국 S30403).
ASTM A351에 따라 정의되며 부식 저항이있는 산업에서 널리 사용됩니다., 용접 성, 주파수가 가장 중요합니다.
그만큼 "기음" CF3에서 "부식성"을 나타냅니다., "에프" 강철 등급을 나타냅니다 (304L에 해당합니다), 그리고 숫자 "3" 저탄소 함량을 식별합니다 (≤ 0.03%).
역사적으로, CF3은 클로라이드가 풍부하고 용접 집약적 인 응용 분야의 부식 문제에 대한 반응의 일부로 등장했습니다..
20 세기 중반에 저탄소 등급의 도입은 웰드 후 열처리가 필요하지 않고 고 통혈 용접 구조의 개발을 가능하게하는 이정표였습니다..
균형 잡힌 비용 효율성 조합으로 인해, 성능, 및 감작에 대한 저항,
CF3, 석유 화학, 수처리, 식품 처리 부문.
2. 화학 성분 & 야금
공칭 화학 성분
전형적인 중량 백분율 (wt.%) CF3 스테인리스 스틸의 합금 요소의, ASTM A351에 의해 정의 된대로, ~이다:
| 요소 | 일반적인 범위 (wt.%) | 기능 |
|---|---|---|
| 크롬 (Cr) | 18.0 - 21.0% | 수동 필름 형성을 통해 부식성을 촉진합니다 |
| 니켈 (~ 안에) | 8.0 - 11.0% | 오스테 나이트를 안정화시킵니다, 연성과 인성을 향상시킵니다 |
| 탄소 (기음) | ≤0.03% | 감작을 줄입니다; 용접성을 향상시킵니다 |
| 망간 (MN) | ≤1.5% | 뜨거운 작업성을 향상시킵니다; 탈산제 |
| 규소 (그리고) | ≤2.0% | 주조의 유동성을 촉진합니다; 탈산제 |
| 인 (피) | ≤0.04% | 잔여; Brittleness를 줄이려면 최소화되어야합니다 |
| 황 (에스) | ≤0.04% | 잔여; 과도한 S는 인성을 줄일 수 있습니다 |
| 철 (Fe) | 균형 | 매트릭스 요소 |
그만큼 저탄소 함량 (≤ 0.03%) 용접 중 곡물 경계에서 크롬 카바이드 침전의 위험을 상당히 완화시킵니다.,
CF3를 특히 weld 열처리없이 입자 간 부식에 저항력있게 만들기.
미세 구조: 오스테 나이트 매트릭스 & 카바이드 제어
CF3 스테인레스 스틸은 완전히 있습니다 오스테 나이트 미세 구조 얼굴 중심 입방 (FCC) 격자, 기여합니다:
- 탁월한 인성 주변 및 극저온 온도에서.
- 비자 성 행동 어닐링 된 상태에서.
- 응력 부식 균열에 대한 저항 (SCC) 많은 염화물 함유 환경에서.
저탄소 함량으로 인해, CF3에 포함되어 있습니다 최소 크롬 탄화물, 특히 입자 경계에서.
이것은 감작에 대한 저항을 향상시킵니다, Chromium-depleted Zones가 형성되어 부식성 공격에 취약 해지는 조건.
잔류 델타 페라이트 (일반적으로 < 10%) 응고 후에 존재할 수 있습니다, 특히 모래 캐스트 구성 요소에서.
이는 응고 중에 뜨거운 균열을 방지하는 데 도움이됩니다, 그러나 제어 수준에 보관할 때 부식 저항 또는 강인성에 미치는 영향을 최소화합니다..
3. ASTM A351 CF3 및 글로벌 등가물
| 기준 | 지정 | 지역 | 동등한 등급 |
|---|---|---|---|
| ASTM A351 | 등급 CF3 | 미국 | 저탄소 캐스트 304L |
| ASME SA-351 | 등급 CF3 | 미국 (보일러 코드) | 압력 용기 준수 |
| 안에 10283 | GX2CRNI19-11 | 유럽 연합 | 캐스트 버전 1.4306 (304엘) |
| ISO 11972 | g-x2crni19-11 | 국제적인 | 글로벌 조화에 해당합니다 |
| 그는 G5121 | SCS13A | 일본 | 304l 캐스트 등급 |
4. 기계적 특성
| 기계적 특성 | 전형적인 가치 |
|---|---|
| 인장 강도 | ≥485 MPa |
| 항복 강도 (0.2% 오프셋) | ≥205 MPa |
| 연장 | ≥30% |
| 경도 | 140–190 HB |
| 충격 강인함 (방 온도) | > 100 J (Charpy V-notch) |
| 피로 지구력 한계 | 240–270 MPa (공중에서, 우아한) |
| 크리프 저항 | 최대 870 ° C까지 중재하십시오 |
고온에서, 인장 및 항복 강도는 점차적으로 감소합니다, 그러나 합금은 최대 400–500 ° C까지 충분한 구조적 무결성을 유지합니다., 적당한 열 서비스를 위해 실행 가능합니다.
5. 열의 & 물리적 특성
| 재산 | 값 |
|---|---|
| 밀도 | ~ 7.9 g/cm³ |
| 열전도율 | ~ 16 w/m · k (100 ° C에서) |
| 확장 계수 | 17.3 µm/m · ° C (20–400 ° C) |
| 전기 저항성 | 0.72 µΩ · m |
| 자기 반응 | 비기성 (어닐링) |
| 산화 저항 | 최대 ~ 800 ° C까지 좋습니다 |
6. CF3 스테인리스 스틸의 주조 특성
CF3 스테인레스 스틸 - 316에 해당하는 캐스트 - 복잡한 형상으로의 몰리브덴 강화 부식 저항.
잠재력을 최대한 활용합니다, 파운드리는 독특한 캐스팅 행동을 설명해야합니다, 용융 처리에서 응고 제어까지.
유동성 & 쏟아지는 온도
CF3는 사이에 녹습니다 1450 ° C 및 1550 ° C, MO 함량으로 인해 CF8보다 약간 높습니다.
쏟아지는 과열로 1500–1560 ° C, CF3은 유동성을 달성합니다 220–280 mm (ISO 243), 얇은 벽으로 된 섹션을 충전 할 수 있습니다 4 mm.
하지만, 과도한 과열이 증가 할 수 있습니다 가스 픽업 그리고 산화, 따라서 운영자는 일반적으로 과열을 제한합니다 50 ° C 액체.
응고 범위 & 수축
a 동결 범위 대략 60–90 ° C, CF3은 단순한 오스테 나이트 합금보다 더 넓은 온도 간격에 걸쳐 응고합니다..
따라서, 전시회 선형 수축 ~의 1.9–2.3 %, 패턴 디자인에서 신중한 수축률이 필요합니다.
방지하기 위해 중심선 다공성, 엔지니어를 고용합니다 방향성 응고: 절연 라이저를 핫스팟 위에 놓고 사용합니다 오한 두꺼운 부분에서 동결을 가속화합니다.
급송 & 라이저 디자인
적당한 수축을 감안할 때, CF3 주물은 크기의 라이저의 이점을 얻습니다 30–40 % 그들이지지하는 캐스팅 덩어리의.
유한 요소 열 시뮬레이션은 종종 라이저 배치를 안내합니다, 계약 영역으로의 중단되지 않은 금속 흐름을 보장합니다.
게다가, 발열 소매 임계 라이저에서 전체 금형 부피를 증가시키지 않고 수유 수명을 연장하십시오..
degassing, 탈산 & 접종
가스 다공성을 최소화합니다, 파운드리는 일반적으로 아르곤 - 퍼지 쏟아지기 전에 녹은 CF3.
그들은 또한 추가합니다 규소 (0.3–0.6 %) 그리고 알류미늄 (0.02–0.05 %) 탈산 질, 안정적인 산화물을 형성하고 용존 산소를 감소시킵니다.
마지막으로, 작은 희귀 한 초기 접종제 (예를 들어, 0.03–0.05 % Fe- 뭐) 괜찮습니다, 균일 한 δ- 페라이트 및 마이크로 릭 링크를 방지합니다, 기계적 일관성 향상.
CF3 스테인리스 스틸에 적합한 주조 방법
| 캐스팅 방법 | 일반적인 응용 프로그램 | 장점 | 고려 사항 |
|---|---|---|---|
| 모래 주조 (녹색 또는 뼈가 없습니다) | 밸브 바디, 펌프 하우징, 플랜지 | -큰 부품의 비용 효율성 - 다양한 디자인이 유연합니다 |
- 거친 표면 마감 (RA 6–12μm) - 다공성에 필요한 엄격한 제어 |
| 쉘 곰팡이 주조 | 계측 커버, 작은 밸브 | - 좋은 차원 정확도 (± 0.3%) - 미세한 표면 마감 (RA 3-6μm) |
- 더 비싼 금형 -중소형 부품에 가장 적합합니다 |
| 투자 캐스팅 (잃어버린 왁스) | 사기꾼, 의료 피팅, 고정밀 구성 요소 | - 우수한 표면 마감 (라 < 3 μm) - 높은 기하학적 복잡성 |
- 더 높은 비용 - 소규모 부품으로 제한됩니다 |
| 원심 캐스팅 | 부싱, 반지, 파이프 섹션 | - 고밀도 - 다공성이 낮습니다 - 방사형 방향의 좋은 기계적 특성 |
- 회전식 대칭 부품에만 적합합니다 |
| 진공 주조 | 항공 우주의 중요한 구성 요소, 핵 응용 | - 산화 감소 - 깨끗한 미세 구조 |
- 값비싼 - 특수 장비가 필요합니다 |
| 세라믹 곰팡이 주조 | 복잡한 열 저항 부품 | - 우수한 표면 디테일 - 좋은 차원 정밀도 |
- 더 긴 금형 준비 시간 - 더 높은 비용 |
열처리 관행
캐스팅 후, CF3는 일반적으로 겪습니다 솔루션 어닐링 범위에서 1040–1120 ° C (1900–2050 ° F) 빠른 물 담금질이 뒤 따릅니다. 이 프로세스는 몇 가지 목적을 제공합니다:
- 잔류 탄수화물을 용해시킵니다, 부식 저항 복원
- 미세 구조를 균질화합니다, 응고에서 분리를 제거합니다
- 연성과 인성을 향상시킵니다 델타 페라이트 또는 부서지기 쉬운 단계를 제거함으로써
엄격한 온도 제어 어닐링 중에는 중요합니다. Quenching 속도가 충분하지 않으면 발생할 수 있습니다 감작 그리고 크롬 고갈 입자 경계에서, 부식 저항성 손상.
7. 부식 저항
일반적인 부식
중립적이고 경미한 산성 환경에서, CF3은 크롬이 풍부한 수동 필름으로 인해 탁월한 저항을 유지합니다.. 부식률은 일반적으로입니다 < 0.05 음료수 및 폐수 시스템의 MM/년.
현지화 된 부식 저항
합금은 최대 ~ 200 ppm의 클로라이드를 함유 한 환경에서 우수한 성능을 보여줍니다.:
- 구덩이 저항에 해당하는 숫자 (목재): ~ 18
- 임계 피팅 온도 (CPT): ~ 20–25 ° C (클로라이드 수준에 따라 다릅니다)
스트레스-성분 균열 (SCC)
CF3의 저탄소 함량은 클로라이드 함유 환경에서 SCC 저항을 향상시킵니다., 특히 50–100 ° C 범위에서, 오스테 나이트 등급에 대해 알려진 위험 구역.
8. 제작 & 가공 가능성
CNC 가공
CF3 머신과 비교할 때 304, 가공 성 지수 ~ 45 % (어디 304 동등합니다 50 %).
상점은 일반적으로 탄화물 도구를 사용합니다, 100–150m/분의 절단 속도, 및 피드 0.12–0.18 mm/rev, RA 주변의 표면 마감 처리 1.6 µm.
용접
제작자 용접 CF3 사용 309 또는 312 예열없이 필러 합금.
후원 후 어닐링 1,050 1 시간 동안 ° C는 부식 저항을 복원합니다, 델타 페라이트 감소 및 용접 용접 카르 보드 용해.
형성 & 합류
CF3의 작업장 비율은 탄소강의 지연이 있습니다, 그것은 콜드 형성 감소를 허용합니다 40 %.
스프링 백을 방지합니다, 디자이너는 3 × 재료 두께의 벤드 반경을 권장합니다..
9. CF3 스테인리스 스틸의 응용
밸브, 슬리퍼, 및 수처리 피팅
시립 및 산업 수처리 시설에서, CF3 스테인레스 스틸은 선택의 재료입니다:
- 밸브 바디와 보닛
- 펌프 케이싱 및 임펠러
- 파이프 피팅 및 커플 링
염화물 유발 부식에 대한 저항, Brackish 또는 가벼운 식염수 환경에서도, 최소한의 유지 보수로 긴 서비스 수명을 보장합니다.
저탄소 함량은 위험을 줄입니다 용접 중 감작, 이는 압력 재조정 시스템에 중요합니다.
석유 화학 및 기름 & 가스 성분
석유 및 가스 산업은 종종 CF3를 사용합니다 부식성 유체에 직면하는 주물, 탄화수소 포함, 황화수소, 그리고 풍부한 환경. 일반적인 응용 프로그램에는 포함됩니다:
- 압축기 하우징
- 매니 폴드 및 플로우 라인 구성 요소
- 계량 밸브와 플랜지
위로- 그리고 미드 스트림 시스템, CF3은 방지에 도움이됩니다 스트레스-성분 균열 (SCC) 그리고 구덩이, 높은 염화물 또는 젖은 가스에 의해 가속됩니다..
식품 가공 및 제약 장비
위생 공정 시스템에는 부식성이 우수한 재료가 필요합니다, 부드러운 표면 마감, 청소제와의 호환성 (CIP/SIP). CF3은 이러한 요구 사항에 적합합니다, 적합하게 만듭니다:
- 위생 밸브 및 파이프 피팅
- 믹싱 및 계량 장비
- 투약 펌프 및 하우징
그것은 오스테 나이트 미세 구조, 반복 멸균주기 후에도 안정적으로 유지됩니다, 만나는 데 도움이됩니다 FDA 그리고 3-위생 표준 중요한 생산 환경에서.
발전 및 해양 하드웨어
- 증기 및 응축수 시스템 구성 요소
- 해수 펌프 및 밸브 부품
- 열 교환기 끝 덮개
그것에 대한 저항 수성 부식, 바이오로운, 그리고 고온에서의 산화 이러한 공격적인 설정에서 구성 요소 수명을 향상시킵니다.
해양 환경에서, CF3는 둘 다 안정적으로 수행합니다 표면과 수중 서비스.
기타 신흥 응용 프로그램
- 수소 취급 시스템: 비자 성 및 균열이 강한 특성으로 인해
- 반도체 습식 처리 도구: 매우 청소 된 곳, 비 반응성 재료가 필요합니다
- 첨가제 제조 캐스트 구성 요소: 체중 감소 및 복잡한 설계 통합
10. 대체 자료와 비교
주어진 응용 프로그램에 적합한 스테인레스 스틸 등급을 선택하려면 사용 가능한 옵션 간의 성능 상충에 대한 깊은 이해가 필요합니다..
CF3 스테인리스 스틸, 저탄소 캐스트는 304L에 해당합니다, 종종 관련 합금과 비교됩니다 CF3M, CF8, CF8M, 그리고 단조 304 스테인리스.
| 재산 | CF3 (304L 캐스트) | CF3M (316L 캐스트) | CF8 (304 깁스) | CF8M (316 깁스) | 304l 단조 |
|---|---|---|---|---|---|
| 몰리브덴 (모) 콘텐츠 | 아니요 | 예 | 아니요 | 예 | 아니요 |
| 탄소 함량 | ≤ 0.03% (저탄소) | ≤ 0.03% (저탄소) | ≤ 0.08% | ≤ 0.08% | ≤ 0.03% (저탄소) |
| 염화물 내성 | 보통의 | 훌륭한 | 보통의 | 훌륭한 | 보통의 |
| 구덩이 저항 (목재) | ~ 18 | ~ 25–27 | ~ 20 | ~ 25–27 | ~ 18 |
| 부식 저항 | 좋은 | 훌륭한 | 보통의 | 훌륭한 | 좋은 |
| 용접 성 | 훌륭한 | 훌륭한 | 보통의 | 보통의 | 훌륭한 |
| 비용 | $$ | $$$ | $$ | $$$ | $$ |
| 힘 (인장) | ~ 485 MPa | ~ 500 MPa | ~ 510 MPa | ~ 520 MPa | ~ 520 MPa |
| 연장 | ~ 40% | ~ 45% | ~ 45% | ~ 45% | ~ 45% |
| 형성 가능성 | 캐스트 부품에 탁월합니다 | 캐스트 부품에 탁월합니다 | 캐스트 부품에 좋습니다 | 캐스트 부품에 좋습니다 | 훌륭한 (롤링 또는 형성된 부품의 경우) |
| 응용 | 물 시스템, 식품 등급 부품 | 화학적인, 선박, 난바다 쪽으로 부는 | 일반 산업 부품 | 선박, 화학적인, 난바다 쪽으로 부는 | 고 연성, 얇은 벽 부분 |
11. 결론
요약, CF3 스테인레스 스틸은 입증 된 부식 저항을 병합합니다 304 캐스팅의 다양성으로.
균형 잡힌 화학, 강력한 기계적 프로파일, 장기적인 내구성이 입증 된 입증 된 CF3는 중간의 부식성 환경에 대한 권위있는 선택으로 만듭니다..
게다가, 연간 글로벌 생산량이 초과됩니다 50,000 톤과 스크랩 속도 6 %, CF3는 경제 및 성과 이점을 모두 제공합니다.
기대합니다, CF3를 하이브리드 캐스팅에 통합하고 additive 워크 플로우 및 표면 처리 탐색 서비스 봉투를 확장 할 것을 약속합니다..
랑헤 고품질이 필요한 경우 제조 요구에 완벽한 선택입니다. 스테인레스 스틸 주물.
CF3 스테인레스 스틸의 FAQ
CF3 스테인레스 스틸은 고온 응용에 적합합니다?
CF3은 일반적으로입니다 중간 온도 적용에 적합합니다 (약 800 ° F 또는 427 ° C).
더 높은 온도의 경우, 또는 언제 산화 저항 고온에서는 중요합니다,
다른 성적 CF8M 또는 316 스테인레스 스틸 향상된 고온 특성으로 인해 더 적합 할 수 있습니다..
CF3을 용접 할 수 있습니다?
예, CF3 스테인리스 스틸 높습니다 용접 가능. 저탄소 함량은 용접 중 탄화물 형성의 위험을 최소화합니다., 편 부식의 가능성을 줄입니다.
하지만, 항상 사용하는 것이 좋습니다 적절한 용접 기술 그리고 웰드 후 열처리 중요한 응용 분야 에서이 자료로 작업 할 때.
CF3은 극저온 적용에 적합합니다?
예, CF3는 저온에서 우수한 인성을 나타냅니다, 액화 천연 가스와 같은 극저온 응용 분야에 사용하기에 적합합니다. (lng) 보관 및 운송.
CF3을 열처리 할 수 있습니다?
CF3은 일반적으로 강화 목적으로 열 처리가 아닙니다. 하지만, 스트레스를 완화하고 가공 가능성을 향상시키기 위해 어닐링 될 수 있습니다..
CF3 스테인레스 스틸은 해수에서 어떻게 작동합니까??
CF3 제공 해수 부식에 대한 적당한 저항, 그러나 CF3M 또는 CF8M만큼 저항력이 없습니다., 의 존재로 인해 염화물 내성이 향상된 몰리브덴.
~ 안에 해양 환경 높은 염분, CF3은 일부를 경험할 수 있습니다 구덩이 부식 시간이 지남에 따라, 따라서 CF3M 또는 CF8M이 더 적합 할 수 있습니다.
CF3 스테인레스 스틸을 어떻게 유지해야합니까??
CF3 스테인레스 스틸의 정기적 인 유지 보수에는 포함됩니다:
- 청소: 염소와 같은 오염 물질 제거, 소금, 국소 부식을 일으킬 수있는 화학 물질.
- 점검: 징후를 확인합니다 구덩이 또는 틈새 부식, 특히 선박 또는 화학 환경.
- 용접: 적절한 보장 포스트 웰드 열처리 균열 또는 감작을 피하기 위해.
CF3 스테인레스 스틸이 음식 접촉 응용 분야에서 사용할 수 있습니까??
예, CF3는 종종 사용됩니다 식품 가공 장비 그것 때문에 부식 저항 그리고 청소의 용이성.
그것은 준수합니다 FDA 그리고 3-위생 표준, 적합한 선택으로 만듭니다 위생 밸브, 슬리퍼, 그리고 배관 시스템.
