ASTM A743 Ca6nm yra martensitic Nerūdijantis plienas Komplektuojama klasė, sukurta, kad būtų užtikrintas didelis stiprumas, atsparumas korozijai, ir tvirtumas sunkioje aptarnavimo aplinkoje.
Su savo 12–14% chromu ir 3–4% nikelio sudėtis, CA6NM pasiekia subalansuotą mikrostruktūrą, kuri suteikia puikų atsparumą kavitacijai, erozija, ir duobės išlaikant puikų suvirinamumą, palyginti su kitais martensitiniais nerūdijančiais plienais.
Šis lydinys tapo pasirinkta medžiaga hidroturbino bėgikams, Siurblio sparnuotės, Jūros platformos komponentai, ir vožtuvo kūnai, kur privalomas struktūrinio patikimumo ir atsparumo aplinkai derinys.
1. Kas yra ASTM A743 Ca6nm?
ASTM A743 Ca6nm yra a martensitinis nerūdijantis plienas liejimas pažymys Skirta aptarnavimui aplinkoje, kuriai reikalingas didelis mechaninis stiprumas, Geras tvirtumas, ir vidutinio stiprumo iki didelio atsparumas korozijai.
„CA“ žymi korozijai atsparų lydinį ASTM liejimo standartuose, „6“ reiškia lydinio seriją, ir „nm“ rodo buvimo Nikelis ir Molibdenas padidintam atsparumui korozijai.
Tai plačiai pripažinta už tai Aparatų pusiausvyra, suvirinamumas, ir atsparumas aplinkos degradacijai, Padaryti jį išskirtiniu tarp martensitinių klasių.
2. Ca6nm cheminė sudėtis
Ca6nm yra a 12% Chromas, 4% Nikelis, 0.5% molibdeno martensititinis nerūdijantis plienas sukurtas derinti stiprybė, Tvirtumas, ir atsparumas korozijai viename liejimo lydiniu.
Jos sudėtis yra griežtai kontroliuojama po ASTM A743/A743M užtikrinti nuoseklų metalurgijos veikimą.
Tipinės cheminės sudėties ribos (% pagal svorį):
| Elementas | Specifikacijos diapazonas (%) | Funkcinis vaidmuo |
| Anglies (C) | ≤ 0.06 | Mažas anglies kiekis sumažina karbido kritulius, stiprina tvirtumą ir suvirinamumą. |
| Manganas (Mn) | ≤ 1.00 | Pagerina karštų darbinių savybių ir deoksidacijos tirpimo metu. |
| Silicis (Ir) | ≤ 1.00 | Veikia kaip deoksidatorius; Per didelis kiekis gali sumažinti tvirtumą. |
| Chromas (Kr) | 11.5 - 14.0 | Pirminis pasyvavimo ir atsparumo korozijai elementas. |
| Nikelis (Į) | 3.50 - 4.50 | Stabilizuoja martensitą, pagerina tvirtumą, ir sustiprina atsparumą streso korozijos krekingui. |
| Molibdenas (MO) | 0.40 - 1.00 | Padidina pasipriešinimą, ypač chlorido turinčioje aplinkoje. |
| Fosforas (P) | ≤ 0.04 | Laikėsi žemai, kad būtų išvengta įkalnių. |
| Sieros (S) | ≤ 0.03 | Žemas lygis palaiko atsparumą kietumui ir korozijai. |
| Lygintuvas (Fe) | Pusiausvyra | Matricos elementas, užtikrinantis struktūrinį stiprumą. |
3. Mechaninis & Fizinės Ca6nm savybės
Ca6nm yra sukurtas pristatyti a subalansuotas stiprumo derinys, ausmingumas, ir lūžio kietumas, Net dideliuose skyriuose liejiniai.
Jos savybės yra jos rezultatas 12Cr -4ni - Mo martensitic kompozicija kartu su Kontroliuojamas terminis apdorojimas.
Tipinės mechaninės savybės
(Vertės pagal ASTM A743/A743M reikalavimus; Faktiniai rezultatai priklauso nuo skyriaus dydžio, terminis apdorojimas, ir bandymo orientacija)
| Nuosavybė | Tipinė vertė | Bandymo sąlyga |
| Tempimo stiprumas (Rm) | 655–795 MPA (95–115 ksi) | Kambario temperatūra, grūdintas martensitas |
| Derliaus stiprumas (RP0.2) | ≥ 450 MPA (65 ksi) | Tas pats, kaip aukščiau |
| Pailgėjimas | ≥ 15% | Matuoklio ilgis = 50 mm |
| Ploto sumažinimas | ≥ 35% | Kambario temperatūra |
| Charpy V-Notch Impact Energy | 40–80 J ties –46 ° C (–50 ° F.) | Išilginė kryptis |
| Kietumas | 207–255 HB (apytiksliai. 22–26 HRC) | Po grūdinimo |
| Lūžio kietumas (K_ic) | ~ 110–130 MPa · √m | Kambario temperatūra, smulkiagrūdė būklė |
Tipiškos fizinės savybės
| Nuosavybė | Tipinė vertė | Pastabos |
| Tankis | 7.74 g/cm³ (0.280 lb/in³) | Šiek tiek mažesnis už anglies plieną dėl lydinio |
| Elastiškumo modulis | 200 GPA (29 × 10⁶ psi) | Palyginamas su kitais nerūdijančiais plienais |
| Šilumos laidumas | ~ 24 W/M · K 100 ° C temperatūroje | Mažesnis už anglies plieną; daro įtaką šilumos išsklaidymui |
| Specifinė šilumos talpa | 460 J/kg · k | 20 ° C temperatūroje |
| Elektros varža | 0.60 µΩ · m | Aukštesnis už anglies plieną, naudingas tam tikram atsparumui erozijai |
| Šilumos išsiplėtimo koeficientas | 10.8 × 10⁻⁶ /° C. (20–100 ° C.) | Turi būti svarstomas daugialypiuose mazguose |
4. Terminis apdorojimas & Mikrostruktūros valdymas
Ca6nm savo našumą iš jo iš jos gauna ne tik iš jos 12% Chromas, 4% Nikelis, ir molibdeno chemija, bet ir iš Tikslios terminio apdorojimo sekos kuris paverčia savo kompaktine struktūra į a kietas, Greita martensitinė mikrostruktūra.
Ši transformacija yra būtina norint pasiekti tikslinę lydinio balansą stiprybė, ausmingumas, atsparumas korozijai, ir matmenų stabilumas.
Standartinė terminio apdorojimo seka
Tipiškas CA6NM liejinių terminis apdorojimas laikosi ASTM A743/A743M gairių ir yra pritaikytas sekcijos storiui:
Sprendimo atkaitinimas (Austenitizavimas):
- Temperatūra: 1010–1050 ° C. (1850–1920 ° F.)
- Tikslas: Ištirpina karbidus ir homogenizuoja legiruotus elementus. Prieš gesindamas sukuria visiškai austenitinę struktūrą.
- Laikykitės laiko: ~ 1 valanda 25 mm (1 coliai) skyriaus storio, minimalus 2 valandos.
Gesinimas:
- Vidutinis: Priverstinis oras ar aliejus, priklausomai nuo liejimo skyriaus dydžio ir norimo aušinimo greičio.
- Tikslas: Paverčia austenite į Mažo anglies martensitas mažinant iškraipymus ir liekamuosius įtempius.
- PASTABA: Nikelio turinys Ca6nm sumažina martensito pradžią (M_S) temperatūra, Vienodos transformacijos skatinimas.
Grūdinimas:
- Temperatūra: 565–620 ° C. (1050–1150 ° F.) Už standartinę jėgos ir tvirtumo pusiausvyrą.
- Tikslas: Palengvina stresą, pagerina lankstumą, ir koreguoja kietumą iki 22–26 HRC.
- Temperatūros poveikis: Žemesnė grūdinimo temperatūra suteikia didesnį stiprumą, tačiau sumažina smūgio kietumą; Aukštesnė temperatūra pagerina tvirtumą, tačiau šiek tiek mažesnis derlingumo stiprumas.
Mikrostruktūros charakteristikos
Tinkamai termiškai apdorotos CA6NM liejimo eksponatai:
- Grūdinta martensito matrica: Suteikia aukštą tempimą ir derlingumo stiprumą, turintį gerą lūžio tvirtumą.
- Rafinuotas grūdų dydis: Nikelio papildymas slopina grūdų augimą austenitizuojant, Padeda didelio poveikio energijos sulaikymui.
- Išsklaidyti karbidai: Puikūs m₂₃c₆ karbidai palei juostos ribas pagerina atsparumą dilimams, nesukeliant smarkiai kietumo.
- Minimalus išlaikytas austenitas (<5%): Per didelis išlaikytas austenitas gali sumažinti kietumą ir matmenų stabilumą, Taigi aušinimo greitis ir grūdinimo ciklai yra kruopščiai kontroliuojami.
5. Liejimas, Apdirbimas & Suvirinamumas
Ca6nm vertė kaip a hidroturbina, vožtuvas, ir siurblio lydinys priklauso ne tik nuo jo chemijos ir terminio apdorojimo, bet taip pat liejamumas, Aparatas, ir taisyti suvirinamumą.
Liejimo procesai
Ca6nm galima sėkmingai gaminti naudojant kelių liejyklų metodus, Leidžia gamintojams suderinti proceso galimybes, matmenų reikalavimai, ir gamybos apimtis.
Smėlio liejimas:
- Geriausiai tinka didelis, Storų sienelių komponentai tokių kaip turbinų korpusai, siurblių korpusai, ir vožtuvo kūnai 1–5 jūsų diapazonas.
- Tipiniai nuokrypiai: ± 1 mm per 100 mm dimensija.
- Paviršiaus apdaila: Ra 6.3–12.5 μm Po Shakeout.
- Privalumai: Didelis dydžio ir formos lankstumas; ekonominis nuo mažo iki vidutinio tūrio.
Investicijų liejimas (Pamestas vaškas):
- Idealiai tinka Sudėtingos geometrijos kaip turbinos ašmenys, Vožtuvo apdaila, ir bėgikų segmentai, kuriuose kritiški yra lygūs paviršiai ir dailios detalės.
- Matmenų tikslumas: ± 0,1 mm.
- Paviršiaus apdaila: Ra 1.6–3.2 μm, mažinant apdirbimo pašalpą ir pagerinant aktualią hidraulinį efektyvumą.
Išcentrinis liejimas:
- Gamina cilindriniai arba žiedo formos komponentai tokių kaip siurblio rankovės, Dėvėkite žiedus, ir guolių apvalkalai.
- Užtikrina vienodas tankis ir minimalus atskyrimas-kritinis aukšto slėgio sandarinimo paviršiams.
- Dažnai naudojamos dalims, kuriems reikalinga koncentrinės nuokrypis 0.25 mm.
Laidos derliaus normos Ca6nm paprastai viršija 85% Paprastoms geometrijoms, o sudėtingesnės formos su giliomis kišenėmis ar perėjimais į plonus gali sumažėti iki 70–75% Dėl susitraukimo ertmės valdymo ir kėlimo projektavimo apribojimų.
Apdirbimo elgesys
Ca6nm yra žymiai lengviau mašiniškai nei visiškai sukietėjus, ypač grūdinta būklė (22–26 HRC).
Pagrindinės apdirbimo pastabos:
- Pjaustymo greitis: ~ 30–50 m/min su karbido įrankiais; iki 80 m/min su padengtais karbidais apdailos perdavimais.
- Įrankio dėvėjimas: Vidutinis - „Nickel“ pagerina tvirtumą, tačiau gali sukelti sukietėjimą, jei pašarai yra per lengvi.
- Aušinimo skysčio naudojimas: Rekomenduojama paviršiaus apdailos konsistencijai ir šiluminiam stabilumui.
- Matmenų stabilumas: Mažas išlaikytas austenito kiekis reiškia minimalų iškraipymą po grubaus apdirbimo.
- Apdirbimo pašalpos: 3–6 mm būdinga pašalinti paviršiaus skalę ir liejant odą po terminio apdorojimo.
Suvirinamumas
Ca6nm yra suvirinamas nei įprastas 410 nerūdijantis Dėl:
- Mažas anglies kiekis (≤0,06%)
- Nikelio papildymas (~ 4%) Stabilizuojantis austenitą aušinimo metu
- Mažesnė vandenilio įtrūkimo rizika, kai įkaitinama ir po suvirinimo terminio apdorojimo
Geriausia suvirinimo praktika:
- Pašildymas: 150–250 ° C. (300–480 ° F.) Sumažinti šiluminius nuolydžius ir vandenilio krekingo riziką.
- Užpildo metalo pasirinkimas: Suderinamas kompozicijos užpildas (Pvz., AWS ER410NIMO GTAW/GMAW arba E410NIMO už SMAW) Norėdami išlaikyti atsparumą stiprumui ir korozijai.
- Interpaso temperatūra: < 250 ° C. (480 ° F.) Norėdami išvengti per daug gretimų šilumos paveiktų zonų.
- Terminis gydymas po suvirinimo (Pwht): Vietinis ar visiškas grūdinimas esant 565–620 ° C (1050–1150 ° F.) atkurti kietumą ir kietumo vienodumą.
Remonto suvirinimas:
- Įprasta dideliuose hidroturbino bėgikuose ar vožtuvų kūnuose, kad būtų ištaisytas poringumas ar paviršiaus defektai.
- Sėkmė priklauso nuo griežtos suvirinimo parametrų kontrolės, sąnarių švara, ir PWHT programa.
6. Atsparumas korozijai: Pritaikytas vandeninei aplinkai
CA6NM atsparumas korozijai yra sukurtas gėlas vanduo, Jūros vanduo, ir švelni cheminė aplinka, todėl jis yra daug atsparesnis nei anglies plieno ar žemo lydinio liejiniai, ir konkurencingas su kai kuriais austenitiniais pažymiais konkrečiuose scenarijuose:
- Gėlas vanduo ir garas: Chromo oksido sluoksnis atspindi oksidaciją ir duobę gėlame vandenyje (Pvz., upės vanduo, aušinimo skysčio sistemos) su korozijos greičiu <0.02 mm per metus.
Jis taip pat atlaiko drėgną garą 200–300 ° C temperatūroje, Pagrindinis elektrinių komponentų bruožas. - Jūros vanduo: Molybdenum papildymai padidina atsparumą chlorido sukeltai duobėms.
Jūros vandens panardinimo testuose, Ca6nm yra 0,05–0,1 mm per metus korozijos greitis 410 Nerūdijantis plienas (0.2–0,3 mm per metus) Bet šiek tiek mažiau nei 316 (0.01–0,03 mm per metus). - Švelnios cheminės medžiagos: Atsparus praskiedžiusias rūgštis (Pvz., 5% Sieros rūgštis), ALKALIS (Pvz., 10% natrio hidroksidas), ir naftos produktai, todėl jis tinka naftos telkinių vožtuvams ir cheminio apdorojimo siurbliams.
Egzistuoja apribojimai: Ca6nm nerekomenduojama stiprioms rūgštims (Pvz., 37% druskos rūgštis) arba aukšto chlorido aplinka (Pvz., sūrymai su >10% NaCl), kur Austenitiniai pažymiai, tokie kaip CF8M (316 lygiavertis) Atlikite geriau.
7. Tipiškos Ca6nm taikymo
ASTM A743 CA6NM Didelė jėga, Puikus kietumas žemoje temperatūroje, ir atsparumas korozijai, Kavitacija, ir erozija Padarykite tai esmine medžiaga Kritinė hidraulinė, jūrų, ir energetikos sektoriaus komponentai.
| Taikymo sektorius | Tipiniai komponentai | Pagrindiniai veiklos reikalavimai atitinka CA6NM |
| Hidroenergija | Turbinų bėgikai (Kaplanas, Pranciškus, lemputė), vartelių vartai, Vadovinis mentės, Likite žiedai | Didelis pasipriešinimas kavitacijai, Erozijos atsparumas, Tvirtumas žemoje temperatūroje |
| Jūrų & Jūroje | Propellerio peiliukai, Stebulės, vairo atsargos, siurblio velenai, Jūros vandens vožtuvų kūnai | Jūros vandens atsparumas korozijai, Geras nuovargio stiprumas, Mažas magnetinis pralaidumas |
| Aliejus & Dujos | Povandeninių siurblių spardytojai, rankovės, Vartų/gaublių/patikrinkite vožtuvo apdaila, Dispecoko vožtuvai | Chlorido įtempio atsparumas korozijai, Erozijos atsparumas, Didelė jėga |
| Pramoninis siurbimas | Išcentriniai siurblio sparneliai, Dėvėkite žiedus, Korpusai, difuzoriaus plokštelės | Atsparumas nusidėvėjimui, Korozijos atsparumas sūriame vandenyje ir chemikaluose |
| Gėlinimo augalai | Aukšto slėgio siurblio velenai, sparnuotojai, Sandarinimo žiedai | Atsparumas chlorido sukeltam duobėms, matmenų stabilumas |
| Potvynis & Atsinaujinanti energija | Potvynių turbinos ašmenys, Stebulės, velenai | Kombinuotas erozijos ir chlorido atsparumas korozijai, Ilgalaikis patvarumas |
| Gynyba / Karinio jūrų laivyno | Povandeniniai sraigtai, Velenų įdėklai, Vairo pavarų komponentai | Žemas magnetinis parašas, Kavitacijos pasipriešinimas, mechaninis patikimumas |
8. Palyginimai: CA6NM vs CA15 (410), 17-4Ph, Duplex 2205
| Nuosavybė / Savybė | Ca6nm (ASTM A743) | CA15 (410 SS) (ASTM A743) | 17-4Ph (ASTM A747 CB7CU-1) | Duplex 2205 (ASTM A890 4A laipsnis) |
| Tipas / Mikrostruktūra | Martensitic (Žemas c, 12Kr + Į) | Martensitic (Aukštas c, 12Kr) | Krituliai kankinantys martensititikai | Feritas-austenitinis (Duplex) |
| Tipinė kompozicija (wt%) | C ≤ 0.06, CR 11,5–14, Esant 3.5-4,5, MO 0,4–1,0 | CR 11,5–14, Į ≤ 1.0, C 0.15 | C ≤ 0.07, CR 15–17, 3-5, Cu 3–5 | C ≤ 0.03, CR 21–23, Yra 4,5–6,5, MO 2,5–3,5 |
| Tempimo stiprumas (MPA) | 655–760 | 550–690 | 930–1,100 | 620–880 |
| Derliaus stiprumas (MPA) | 450–550 | 350–450 | 725–1,035 | 450–620 |
| Pailgėjimas (%) | 15–20 | 10–15 | 8–12 | 20–25 |
| Kietumas (Hb) | 200–240 | 180–230 | 300–360 | 220–270 |
| Kietumas 0 ° C. (J) | Puiku (≥ 40) | Mugė (10–20) | Vidutinis (20–30) | Puiku (≥ 60) |
| Atsparumas korozijai | Gerai šviežiame/jūros vandenyje, priešinasi kavitacijai | Mugė, linkęs į duobes chloriduose | Gerai, bet ne sunkios chlorido aplinkos | Puikus chloridas ir atsparumas duobėms |
| Kavitacijos pasipriešinimas | Aukštas | Žemas | Vidutinis | Aukštas |
| Terminis apdorojimas | Sprendimo metinė + nuotaika | Tik grūdinimas | Sprendimas + senėjimas | Tik tirpalo metinė |
| Liejamumas | Gerai, Tinka smėliui & Investicijų liejimas | Gera smėlio liejimui | Vidutinis, Sudėtingesnis dėl kritulių kietėjimo | Vidutinis, reikalauja tikslios kontrolės |
| Suvirinamumas | Gerai, tačiau reikalauja išankstinio/po terminio apdorojimo | Vidutinis, linkęs į krekingus | Gerai, Bet reikalingas suvirinimo senėjimas | Gerai, jautrus intermetalinėms medžiagoms |
| Aparatas | Vidutinis | Gerai | Mugė | Vidutinis |
| Išlaidų lygis | Vidutinis | Žemas | Aukštas | Aukštas |
| Tipiškos programos | Hidraulinės turbinos, Siurblio sparnuotės, Jūrų sraigtai | Bendrosios siurblio dalys, Mažų vožtuvų | Aviacijos ir kosmoso, Didelio stiprumo velenai | Jūrų konstrukcijos, gėlinimo įranga |
9. Bendri ekvivalentai
CA6NM unikalus stiprumo balansas, Tvirtumas, ir atsparumo korozijai padeda tai tarp kelių susijusių martensitinių nerūdijančių plienų. Bendrieji jo atitikmenys kituose standartuose ar pažymiai apima:
- JAV J91660: Vieningas numeravimo sistemos žymėjimas CA6NM.
- ASTM A297 tipas Ca6nm: Alternatyvus panašių liejinių ASTM paskyrimas.
- Į 1.4528 / X12Crnisi17-7: Europos lygiavertė martensititinė nerūdijančio plieno klasė, Naudojamas liejant ar kalimo.
- JIS SUS630: Japonijos ekvivalentinis kritulių kietėjimo nerūdijantis plienas, dalijasi kai kuriomis panašiomis programomis, nors ir skirtingai mikrostruktūroje.
- CA15 (ASTM A743 CA15): Aukštesnis anglies martensitinis laipsnis su panašia chemija, tačiau skirtingi mechaniniai ir tvirtumo profiliai.
10. Išvada
ASTM A743 Ca6nm siūlo a Įrodyta jėgos pusiausvyra, atsparumas korozijai, ir tvirtumas Tai daro jį būtinu reikalaujant besisukančių mašinų ir jūrinių/jūrų programų.
Padidėjęs suvialumas ir atsparumas kavitacijai leidžia ilgesnį tarnavimo laiką ir sumažintą priežiūros prastovą - tai yra a Ekonomiškas pasirinkimas sunkiems aplinkoms.
DUK
Yra Ca6nm magnetinis?
Taip, Tai yra martensitinis ir pasižymi magnetinėmis savybėmis.
Yra „Ca6nm“ tinkama jūros vandens panardinimui?
Ne - tai yra korozijos greitis (0.1–0,2 mm per metus) daro netinkamą ilgalaikį jūros vandens ekspoziciją. Naudokite dupleksą 2205 vietoj.
Kokia yra maksimali temperatūra Ca6nm?
Jis išlaiko naudingą stiprumą iki 400 ° C. Virš 500 ° C., atsiranda oksidacija ir minkštinimas; Naudokite nikelio pagrindu pagamintus lydinius aukštesniam tempui.
Ar Ca6nm galima naudoti maisto apdorojime?
Ne - tai yra vidutinio sunkumo atsparumas korozijai ir potencialas rūgščiame maisto produktuose yra austenitinių rūšių (Pvz., CF8) Geriau.
Kaip Ca6nm palyginamas su 17-4PH stiprumu?
17-4PH siūlo didesnį tempimo stiprumą (860–1100 MPA) bet yra mažiau išmetamas; Ca6nm pirmenybė teikiama sudėtingoms liejiniams.
Koks yra tipiškas CA6NM liejinių švino laikas?
4–8 savaitės smėlio liejiniams; 6–12 savaičių investicinėms liejiniams (Dėl pelėsių).
