1. Įvadas
CF3 nerūdijantis plienas, Austenitinių aktorių nerūdijančio plieno šeimos narys, yra mažai anglies dioksido į aplinką išskiriantis liejimo atitikmuo populiariajai kaltinei rūšiai 304L (JAV S30403).
Jis apibrėžtas pagal ASTM A351 ir plačiai naudojamas pramonės šakose, kuriose atsparumas korozijai, suvirinamumas, ir lietingumas yra svarbiausia.
The "C" CF3 reiškia „atsparus korozijai“, "F" žymi plieno rūšį (304L lygiavertis), ir numerį "3" nustato mažą anglies kiekį (≤ 0.03%).
Istoriškai, CF3 atsirado kaip atsako į korozijos problemas, kuriose yra daug chlorido ir daug suvirinimo reikalaujančių įrenginių..
Mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančių rūšių įvedimas XX amžiaus viduryje buvo svarbus įvykis, sudaręs galimybę sukurti itin vientisas suvirintas konstrukcijas, nereikalaujant terminio apdorojimo po suvirinimo..
Dėl subalansuoto ekonomiškumo derinio, Spektaklis, ir atsparumas sensibilizacijai,
CF3 tebėra strategiškai svarbus liejant nerūdijantį plieną chemijos pramonėje, naftos chemija, Vandens valymas, ir maisto perdirbimo sektoriuose.
2. Cheminė sudėtis & Metalurgija
Nominali cheminė sudėtis
Tipiškas svorio procentas (Wt.%) legiravimo elementų iš CF3 nerūdijančio plieno, kaip apibrėžta ASTM A351, yra:
| Elementas | Tipiškas diapazonas (Wt.%) | Funkcija |
|---|---|---|
| Chromas (Kr) | 18.0 - 21.0% | Skatina atsparumą korozijai dėl pasyvios plėvelės susidarymo |
| Nikelis (Į) | 8.0 - 11.0% | Stabilizuoja austenite, pagerina lankstumą ir tvirtumą |
| Anglies (C) | ≤0,03 % | Sumažina jautrumą; pagerina suvirinamumą |
| Manganas (Mn) | ≤1,5 % | Pagerina karšto apdirbimo galimybes; deoksidizatorius |
| Silicis (Ir) | ≤2,0 % | Skatina liejimo sklandumą; deoksidizatorius |
| Fosforas (P) | ≤0,04 % | Likutis; turi būti sumažintas, kad būtų sumažintas trapumas |
| Sieros (S) | ≤0,04 % | Likutis; per didelis S gali sumažinti kietumą |
| Lygintuvas (Fe) | Pusiausvyra | Matricos elementas |
The Mažas anglies kiekis (≤ 0.03%) žymiai sumažina chromo karbido nusodinimo riziką grūdelių ribose suvirinimo metu,
todėl CF3 yra ypač atsparus tarpkristalinei korozijai, nereikalaujant terminio apdorojimo po suvirinimo.
Mikrostruktūra: Austenitinė matrica & Karbido valdymas
CF3 nerūdijantis plienas turi visiškai Austenitinė mikrostruktūra su į veidą orientuotu kubiniu (FCC) grotelės, kuris prisideda prie:
- Puikus tvirtumas tiek aplinkos, tiek kriogeninėje temperatūroje.
- Nemagnetinis elgesys atkaitintoje būsenoje.
- Atsparumas įtempių korozijos įtrūkimams (SCC) daugelyje chlorido turinčių aplinkų.
Dėl mažo anglies kiekio, CF3 sudėtyje yra minimalus chromo karbidų kiekis, ypač grūdų ribose.
Tai pagerina atsparumą sensibilizacijai, būklė, kai susidaro zonos, kuriose nėra chromo ir tampa pažeidžiamos korozijos.
Šiek tiek likutinio delta ferito (paprastai < 10%) gali būti po sukietėjimo, ypač liejant iš smėlio.
kuri padeda išvengti karšto įtrūkimo kietėjimo metu, tačiau turi minimalų poveikį atsparumui korozijai arba kietumui, kai laikomas kontroliuojamu lygiu.
3. ASTM A351 CF3 ir pasauliniai ekvivalentai
| Standartas | Paskyrimas | Regionas | Lygiavertis laipsnis |
|---|---|---|---|
| ASTM A351 | CF3 klasė | JAV | Mažai anglies dioksido išmestas 304L |
| ASME SA-351 | CF3 klasė | JAV (katilo kodas) | Atitinka slėginį indą |
| Į 10283 | GX2CRNI19-11 | Europos Sąjunga | Vaidina 1.4306 (304L) |
| ISO 11972 | G-X2CrNi19-11 | Tarptautinis | Pasaulinis suderintas ekvivalentas |
| JIS G5121 | SCS13A | Japonija | 304L liejimo klasė |
4. Mechaninės savybės
| Mechaninė nuosavybė | Tipinė vertė |
|---|---|
| Tempimo stiprumas | ≥485 MPa |
| Derliaus stiprumas (0.2% poslinkis) | ≥205 MPa |
| Pailgėjimas | ≥30% |
| Kietumas | 140–190 HB |
| Poveikis kietumas (Kambario temp) | > 100 J (Charpy V-Notch) |
| Nuovargio ištvermės riba | 240–270 MPA (ore, poliruotas) |
| Šliaužimo pasipriešinimas | Vidutinė iki 870°C |
Esant pakilusi temperatūrai, tempimo ir takumo stipris palaipsniui mažėja, bet lydinys išlaiko pakankamą struktūrinį vientisumą iki 400–500 °C, todėl jis tinka vidutiniam šiluminiam aptarnavimui.
5. Šiluminis & Fizinės savybės
| Nuosavybė | Vertė |
|---|---|
| Tankis | ~ 7,9 g/cm³ |
| Šilumos laidumas | ~ 16 w/m · k (100 ° C temperatūroje) |
| Plėtros koeficientas | 17.3 µm/m · ° C. (20–400 ° C.) |
| Elektros varža | 0.72 µΩ · m |
| Magnetinis atsakas | Nemagnetinis (atkaitintas) |
| Atsparumas oksidacijai | Tinka iki ~800°C |
6. CF3 nerūdijančio plieno liejimo charakteristikos
CF3 nerūdijantis plienas (liet. 316 ekvivalentas) suteikia molibdenu padidintą atsparumą korozijai sudėtingose geometrijose.
Norėdami išnaudoti visą savo potencialą, liejyklos turi atsižvelgti į savo unikalų liejimo elgesį, nuo lydalo tvarkymo iki kietėjimo kontrolės.
Sklandumas & Pilimo temperatūra
CF3 tirpsta tarp 1450 ° C ir 1550 ° C., šiek tiek didesnis nei CF8 dėl jame esančio Mo kiekio.
Pilant perkaitimui 1500–1560 °C, CF3 pasiekia sklandumą 220– 280 mm (ISO 243), leidžia užpildyti plonasienes dalis 4 mm.
Tačiau, gali padidėti per didelis perkaitimas dujų rinktuvas ir oksidacija, todėl operatoriai paprastai riboja perkaitimą iki 50 ° C. Skystis.
Kietėjimo diapazonas & Susitraukimas
Su a užšalimo diapazonas maždaug 60–90 °C, CF3 kietėja per platesnį temperatūros intervalą nei paprasti austenitiniai lydiniai.
Todėl, jame eksponuojama linijinis susitraukimas iš 1.9–2.3 %, kuriant raštą reikia kruopščiai kompensuoti susitraukimą.
Užkirsti kelią Centrinės linijos poringumas, įdarbina inžinieriai kryptinis kietėjimas: izoliuotų stovų pastatymas virš karštų taškų ir naudojimas šaltkrėtis kad paspartintų užšalimą storose atkarpose.
Maitinimas & Riser dizainas
Atsižvelgiant į jo vidutinį susitraukimą, CF3 liejiniai yra naudingi dėl padavimo dydžio stovų 30–40 % liejimo masės, kurią jie palaiko.
Baigtinių elementų šiluminis modeliavimas dažnai lemia stovų išdėstymą, užtikrinant nenutrūkstamą metalo tekėjimą į susitraukimo zonas.
Be to, Egzoterminės rankovės ant kritinių stovų prailgina maitinimo trukmę, nepadidindamas bendro pelėsio tūrio.
Degazavimas, Deoksidacija & Inokuliacija
Siekiant sumažinti dujų poringumą, liejyklos paprastai argono valymas prieš pilant išlydytą CF3.
Jie taip pat prideda Silicis (0.3–0.6 %) ir aliuminis (0.02–0.05 %) deoksidatoriai, kurie sudaro stabilius oksidus ir sumažina ištirpusį deguonį.
Pagaliau, mažas retųjų žemių inokuliantas (Pvz., 0.03–0.05 % Ką daryti) skatina baudą, vienodas δ-feritas ir apsaugo nuo mikrosusitraukimo, pagerinti mechaninį nuoseklumą.
Tinkami CF3 nerūdijančio plieno liejimo metodai
| Liejimo metodas | Tipiškos programos | Privalumai | Svarstymai |
|---|---|---|---|
| Smėlio liejimas (Žalia arba nekepama) | Vožtuvo kūnai, siurblių korpusai, flanšai | – Ekonomiškai naudinga didelėms dalims - Lankstus įvairiems dizainams |
– Šiurkštesnė paviršiaus apdaila (Ra 6–12 μm) – Akytumui užtikrinti reikalinga griežtesnė kontrolė |
| Korpuso pelėsio liejimas | Instrumentų dangteliai, maži vožtuvai | - Geras matmenų tikslumas (±0,3 %) - Puiki paviršiaus apdaila (Ra 3–6 μm) |
– Brangesnės formos – Geriausiai tinka mažoms ir vidutinio dydžio dalims |
| Investicijų liejimas (Pamestas vaškas) | Sparnuotojai, Medicinos jungiamosios detalės, Didelio tikslumo komponentai | - Puiki paviršiaus apdaila (Ra < 3 μm) - Didelis geometrinis sudėtingumas |
– Didesnė kaina – Apribota mažomis ir vidutinėmis dalimis |
| Išcentrinis liejimas | Įvorės, Žiedai, Vamzdžių sekcijos | – Didelis tankis – Mažas poringumas – Geros mechaninės savybės radialine kryptimi |
– Tinka tik simetriškoms sukimosi dalims |
| Vakuuminis liejimas | Svarbūs kosmoso komponentai, branduolinės programos | – Sumažėjusi oksidacija – Švaresnė mikrostruktūra |
– Brangus - Reikalinga speciali įranga |
| Keraminių pelėsių liejimas | Sudėtingos karščiui atsparios dalys | – Puiki paviršiaus detalė - Geras matmenų tikslumas |
– Ilgesnis formos paruošimo laikas – Didesnė kaina |
Terminio apdorojimo praktika
Po liejimo, CF3 paprastai patiria Sprendimo atkaitinimas į diapazoną 1040–1120 ° C. (1900–2050°F) po to greitas vandens gesinimas. Šis procesas skirtas keliems tikslams:
- Ištirpdo karbidų likučius, atkuriant atsparumą korozijai
- Homogenizuoja mikrostruktūrą, pašalinant segregaciją nuo kietėjimo
- Pagerina lankstumą ir tvirtumą pašalinant delta feritą arba trapias fazes
Griežtas temperatūros valdymas atkaitinimo metu yra labai svarbu. Dėl to gali atsirasti nepakankamas gesinimo greitis jautrumas ir Chromo išeikvojimas prie grūdų ribų, kompromituojantis atsparumas korozijai.
7. Atsparumas korozijai
Bendroji korozija
Neutralioje ir silpnai rūgštinėje aplinkoje, CF3 išlaiko puikų atsparumą dėl savo pasyviosios plėvelės, kurioje gausu chromo. Korozijos greitis paprastai yra < 0.05 mm/metus geriamojo vandens ir nuotekų sistemose.
Lokalizuotas atsparumas korozijai
Lydinys gerai veikia aplinkoje, kurioje yra iki ~200 ppm chloridų:
- Atsparumo atsparumo ekvivalentinis skaičius (Mediena): ~ 18
- Kritinė įdubimo temperatūra (Cpt): ~ 20–25 ° C. (kinta priklausomai nuo chlorido lygio)
Streso korozijos įtrūkimas (SCC)
Mažas CF3 anglies kiekis pagerina SCC atsparumą aplinkoje, kurioje yra chlorido, ypač 50–100°C temperatūroje, žinoma pavojaus zona austenitinėms klasėms.
8. Gaminimas & Aparatas
CNC apdirbimas
CF3 mašinos yra panašios į kaltines 304, kurių apdirbamumo indeksas ~45 % (Kur 304 lygus 50 %).
Parduotuvėse paprastai naudojami karbido įrankiai, pjovimo greitis 100–150 m/min, ir padavimas 0,12–0,18 mm/aps, paviršiaus apdaila aplink Ra 1.6 µm.
Suvirinimas
Gamintojai suvirina CF3 naudodami 309 arba 312 užpildų lydiniai be išankstinio pašildymo.
Atkaitinimas po suvirinimo ties 1,050 °C vieną valandą atkuria atsparumą korozijai, sumažina delta feritą ir tirpstančius suvirinimo zonų karbidus.
Formavimas & Prisijungimas
Nors CF3 kietėjimo greitis atsilieka nuo anglinio plieno, jis toleruoja šalto formavimo redukciją iki 40 %.
Kad būtų išvengta atsigavimo, projektuotojai rekomenduoja lenkimo spindulius, ne mažesnius kaip 3 × medžiagos storio.
9. CF3 nerūdijančio plieno pritaikymas
Vožtuvai, Siurbliai, ir vandens valymo jungiamosios detalės
Komunaliniuose ir pramoniniuose vandens valymo įrenginiuose, CF3 nerūdijantis plienas yra pasirinkta medžiaga:
- Vožtuvų kūnai ir varikliai
- Siurblių korpusai ir sparnuotės
- Vamzdžių jungiamosios detalės ir movos
Jo atsparumas chlorido sukeltai korozijai, net sūrioje arba šiek tiek druskingoje aplinkoje, užtikrina ilgą tarnavimo laiką su minimalia priežiūra.
Mažas anglies kiekis sumažina riziką jautrinimas suvirinimo metu, kuri yra labai svarbi slėgio palaikymo sistemoms.
Naftos chemija ir nafta & Dujų komponentai
Naftos ir dujų pramonė dažnai naudoja CF3 liejiniai, kurie susiduria su koroziniais skysčiais, įskaitant angliavandenilius, vandenilio sulfidas, ir CO₂ turtinga aplinka. Įprastos programos apima:
- Kompresoriaus korpusai
- Kolektoriai ir srauto linijos komponentai
- Dozavimo vožtuvai ir flanšai
Į viršų- ir vidurinės srovės sistemos, CF3 padeda išvengti įtempių-korozijos įtrūkimai (SCC) ir duobė, kuriuos pagreitina didelis chloridų kiekis arba šlapios rūgščios dujos.
Maisto perdirbimo ir farmacijos įranga
Higieninėms proceso sistemoms reikalingos puikų atsparumą korozijai turinčios medžiagos, Lygus paviršiaus apdaila, ir suderinamumą su valymo priemonėmis (CIP/SIP). CF3 atitinka šiuos reikalavimus, todėl tai tinka:
- Sanitariniai vožtuvai ir vamzdžių jungiamosios detalės
- Maišymo ir dozavimo įranga
- Dozavimo siurbliai ir korpusai
Jo Austenitinė mikrostruktūra, kuris išlieka stabilus net po pakartotinių sterilizavimo ciklų, padeda susitikti FDA ir 3-Sanitariniai standartai kritinėse gamybos aplinkose.
Energijos gamyba ir jūrų aparatinė įranga
- Garo ir kondensato sistemos komponentai
- Jūros vandens siurbliai ir vožtuvų dalys
- Šilumokaičio galų dangteliai
Jo atsparumas vandeninė korozija, biologinis, ir oksidacija aukštesnėje temperatūroje padidina komponentų ilgaamžiškumą šiose agresyviose sąlygose.
Jūrų aplinkoje, CF3 patikimai veikia abiem atvejais paviršinis ir povandeninis aptarnavimas.
Kitos naujos programos
- Vandenilio tvarkymo sistemos: Dėl nemagnetinio ir atsparaus įtrūkimams
- Puslaidininkiniai šlapiojo apdorojimo įrankiai: Kur itin švaru, reikalingos nereaguojančios medžiagos
- Su priedais pagaminti liejiniai komponentai: Mažesniam svoriui ir sudėtingam dizaino integravimui
10. Palyginimas su alternatyviomis medžiagomis
Norint pasirinkti tinkamą nerūdijančio plieno rūšį tam tikroms reikmėms, reikia gerai suprasti galimų variantų veikimo kompromisus.
CF3 nerūdijantis plienas, kaip mažai anglies dioksido į aplinką išskiriantis 304 litrų ekvivalentas, dažnai lyginamas su susijusiais lydiniais, tokiais kaip CF3M, CF8, CF8M, ir kaltas 304 nerūdijantis.
| Nuosavybė | CF3 (304L CAST) | CF3M (316L CAST) | CF8 (304 Aktoriai) | CF8M (316 Aktoriai) | 304L Kaltas |
|---|---|---|---|---|---|
| Molibdenas (MO) Turinys | Nr | Taip | Nr | Taip | Nr |
| Anglies kiekis | ≤ 0.03% (Žemas anglis) | ≤ 0.03% (Žemas anglis) | ≤ 0.08% | ≤ 0.08% | ≤ 0.03% (Žemas anglis) |
| Chlorido atsparumas | Vidutinis | Puiku | Vidutinis | Puiku | Vidutinis |
| Pasipriešinimas (Mediena) | ~ 18 | ~ 25–27 | ~ 20 | ~ 25–27 | ~ 18 |
| Atsparumas korozijai | Gerai | Puiku | Vidutinis | Puiku | Gerai |
| Suvirinamumas | Puiku | Puiku | Vidutinis | Vidutinis | Puiku |
| Kaina | $$ | $$$ | $$ | $$$ | $$ |
| Stiprybė (Tempimas) | ~ 485 MPA | ~500 MPa | ~510 MPa | ~ 520 MPa | ~ 520 MPa |
| Pailgėjimas | ~ 40% | ~ 45% | ~ 45% | ~ 45% | ~ 45% |
| Formavimas | Puikiai tinka liejamoms dalims | Puikiai tinka liejamoms dalims | Tinka lieti dalims | Tinka lieti dalims | Puiku (valcuotoms arba suformuotoms dalims) |
| Paraiškos | Vandens sistemos, maistinių dalių | Cheminė, jūrų, jūroje | Bendrosios pramoninės dalys | Jūrų, Cheminė, jūroje | Didelis lankstumas, Plonos sienos dalys |
11. Išvada
Apibendrinant, CF3 nerūdijantis plienas sujungia patikrintą atsparumą korozijai 304 su liejimo universalumu.
Jo subalansuota chemija, tvirtas mechaninis profilis, ir įrodytas ilgalaikis patvarumas daro CF3 autoritetingu pasirinkimu vidutinio sunkumo korozinėje aplinkoje.
Be to, kurių metinė pasaulinė gamyba viršija 50,000 tonų ir laužo normos pagal 6 %, CF3 suteikia tiek ekonominių, tiek našumo pranašumų.
Laukiau, CF3 integravimas į hibridinio liejimo – priedų darbo eigą ir paviršiaus apdorojimo būdų tyrinėjimas žada išplėsti jo paslaugų apimtis – užtikrinant, kad CF3 išliktų kertinis lydinys pramonėje.
Langhe yra puikus pasirinkimas jūsų gamybos poreikiams, jei jums reikia aukštos kokybės Nerūdijančio plieno liejiniai.
Susisiekite su mumis šiandien!
DUK apie CF3 nerūdijantį plieną
Ar CF3 nerūdijantis plienas tinkamas naudoti aukštoje temperatūroje?
CF3 paprastai yra tinka naudoti vidutinėje temperatūroje (iki maždaug 800°F arba 427°C).
Aukštesnėms temperatūroms, arba kada Atsparumas oksidacijai esant aukštai temperatūrai yra labai svarbus,
kiti pažymiai kaip CF8M arba 316 Nerūdijantis plienas gali būti tinkamesni dėl jų patobulintų savybių aukštoje temperatūroje.
Ar galima suvirinti CF3?
Taip, CF3 nerūdijantis plienas yra aukštai suvirinamas. Mažas anglies kiekis sumažina karbido susidarymo riziką suvirinimo metu, sumažinti tarpkristalinės korozijos tikimybę.
Tačiau, visada rekomenduojama naudoti tinkama suvirinimo technika ir terminis apdorojimas po suvirinimo dirbant su šia medžiaga kritinėse programose.
Ar CF3 tinka kriogeninėms reikmėms?
Taip, CF3 pasižymi geru kietumu žemoje temperatūroje, todėl jis tinkamas naudoti kriogeninėse sistemose, pvz., suskystintose gamtinėse dujose (LNG) sandėliavimas ir transportavimas.
Ar CF3 galima apdoroti termiškai?
CF3 paprastai nėra termiškai apdorojamas stiprinimo tikslais. Tačiau, jį galima atkaitinti, kad būtų sumažintas įtempis ir pagerintas apdirbamumas.
Kaip CF3 nerūdijantis plienas veikia jūros vandenyje?
CF3 pasiūlymai vidutinio atsparumo jūros vandens korozijai, bet jis nėra toks atsparus kaip CF3M ar CF8M, kurie turi padidintą atsparumą chloridui dėl jų buvimo molibdenas.
Į Jūrų aplinka su aukštu druskingumas, CF3 gali šiek tiek patirti Korozija Laikui bėgant, todėl CF3M arba CF8M gali būti tinkamesni.
Kaip prižiūrėti CF3 nerūdijantį plieną?
Reguliari CF3 nerūdijančio plieno priežiūra apima:
- Valymas: Pašalinti teršalus, tokius kaip chloras, druska, ir cheminių medžiagų, kurios gali sukelti vietinę koroziją.
- Tikrinimas: Tikrinama, ar nėra jokių požymių duobė arba įtrūkimų korozija, ypač jūrų arba cheminė aplinka.
- Suvirinimas: Užtikrinti tinkamą po suvirinimo terminis apdorojimas kad būtų išvengta įtrūkimų ar įjautrinimo.
Ar CF3 nerūdijantis plienas gali būti naudojamas su maistu besiliečiančiose srityse?
Taip, CF3 dažnai naudojamas Maisto perdirbimo įranga Dėl jos atsparumas korozijai ir valymo paprastumas.
Tai atitinka FDA ir 3-Sanitariniai standartai, todėl tai yra tinkamas pasirinkimas sanitarinė vožtuvai, Siurbliai, ir vamzdynų sistemos.
