ASTM A217 CA15 nerūsējošais tērauds - augstas temperatūras liešanas sakausējumi

Korozijai izturīgu sakausējumu ainavā, ASTM A217 CA15 ieņem unikālu pozīciju kā rentabls martensīts nerūsējošais tērauds, novērtēts pēc mērenas korozijas pretestības līdzsvara, lielas izturības, un liešana.

1. AsTM A217 CA15 definēšana: Standarti un klasifikācija

ASTM A217 CA15 ir martensitisks nerūsējošais tērauds liešanas pakāpe, kas standartizēta saskaņā ar ASTM A217/A217M specifikāciju, galvenokārt paredzēts augstas temperatūras spiediena saturošiem lietojumiem.

To plaši izmanto kritiskās komponentos, piemēram, vārstos, atloki, sūkņu apvalki, un citas spiediena piesaistes iekārtas tādās rūpniecībās kā naftas un gāze, naftas ķīmijas, un enerģijas ražošana.

Tā apzīmējums “CA15” atspoguļo tā mantojumu ASTM liešanas sistēmā: “CA” apzīmē pret koroziju izturīgu sakausējumu, un “15” norāda tā hromiju bagāto kompozīciju.

Materiālu identificē ar UNS numuru J91150 un bieži ir saistīts ar Aisi 410 atsaucei uz kaltas pakāpēm.

Kā martensitisks nerūsējošais tērauds, CA15 uzrāda mērenas korozijas pretestības kombināciju, lielas izturības,

un termiski apstrādājamas īpašības, padarot to piemērotu komponentiem, kas pakļauti paaugstinātai temperatūrai un mēreni agresīviem plašsaziņas līdzekļiem.

Klasifikācija saskaņā ar ASTM A217 norāda ķīmiskā sastāva robežas, Mehāniskās īpašības, termiskās apstrādes prasības, un protokolu pārbaudes, lai nodrošinātu konsekventu veiktspēju dažādās lietojumprogrammās.

CA15 ietilpst martensīta nerūsējošā tērauda kategorijā, kas to atšķir no austenīta un ferīta lējumiem,

Koncentrējoties uz spēka un cietības sasniegšanu, izmantojot kontrolētu termisko apstrādi.

Šī standartizācija nodrošina, ka CA15 lējumi var droši darboties augsta spiediena un augstas temperatūras vidē, saglabājot strukturālo integritāti un izturību pret koroziju.

2. CA15 nerūsējošā tērauda ķīmiskais sastāvs

ASTM A217 CA15 ir a martensīta nerūsējošā tērauda liešana kuru īpašības regulē precīza ķīmiska sastāva, kas paredzēta, lai līdzsvarotu izturību, cietība, un izturība pret koroziju.

Tipiski kompozīcijas diapazoni ir šādi (wt.%):

3. ASTM A217 CA15 fizikālās un mehāniskās īpašības

4. Termiskā apstrāde: Mikrostruktūras optimizēšana

Siltuma apstrāde ir kritiska CA15 veiktspējai, Tā kā kā izredzētais materiāls ir samērā mīksts un kaļams.

Standarta slāpēšanas un rūdīšanas cikls ir:

• Austenitizējošs: Siltums līdz 925–1010 ° C (1700–1850 ° F) un turiet 1–2 stundas (Atkarībā no sekcijas biezuma) Lai pilnībā veidotu austenītu-uz seju vērsta kubiskā fāze, kas ļauj martensite pārveidot.
• Rūdīšana: Ātri atdzesējiet eļļā vai ūdenī līdz 150 ° C (302° F) Lai konvertētu austenītu par martensītu, cieta, bet trausla uz ķermeni vērsta tetragonāla fāze. Šis solis palielina cietību līdz 45–50 HRC.
• Rūdījums: Sildīt līdz 595–705 ° C (1100–1300 ° F) 2–4 stundas, tad gaiss atdzist.
  Tas samazina cietību līdz 20–30 HRC, vienlaikus uzlabojot izturību, izgulsnējot smalkos karbīdus (Cr₂₃c₆) Martensīta matricā un iekšējā stresa mazināšanā.

Rūdīšanas temperatūra ir regulējama, lai līdzsvarotu izturību un izturību: zemāka temperatūra (595° C) dodiet lielāku izturību, bet zemāka izturība, Kamēr augstāka temperatūra (705° C) prioritāri noteikt elastību.

5. Izturība pret koroziju: Iespējas un ierobežojumi

CA15 piedāvājumi Mērena izturība pret koroziju Pielāgots konkrētai videi, padarot to par praktisku izvēli neagresīvām lietojumprogrammām:

• Atmosfēras korozija: Pretojas sarūsēt sausā vai mēreni mitrā gaisā, ar korozijas ātrumu <0.1 mm/gadā pilsētvidē - līdzvērtīgs līdz oglekļa tēraudam (0.5–1,0 mm gadā) bet zemāks par 304 nerūsējošais tērauds (<0.01 mm/gadā).
• Augstas temperatūras oksidācija: Labi darbojas gaisā līdz 650 ° C (1200° F), veidojot stabilu hroma oksīda slāni, kas ierobežo oksidācijas ātrumu līdz <0.1 mm/gadā - kritiska katlu komponentiem un krāsns detaļām.
• Vieglas ķīmiskas vielas: Iztur atšķaidītus sārmainus šķīdumus (Piem., 10% nātrija hidroksīds) un neoksidējošas skābes (Piem., 5% sērskābe) istabas temperatūrā, Lai gan spēcīgākā koncentrācijā ievērojami palielinās korozijas ātrums.

Ierobežojumi ir ievērojami:

• Hlorīda vide: Neaizsargāta pret bedres un plaisu koroziju jūras ūdens vai hlorīda šķīdumos ar augstu hlorīdu (Piem., ceļa sāls), ar korozijas ātrumu pārsniedz 0.5 mm/gadā.
• Spēcīgas skābes: Strauji uzbruka koncentrētas skābes (Piem., sālsskābe) un oksidējošie līdzekļi (Piem., slāpekļskābe).

Tās korozijas uzvedība izriet no tā hroma satura: kaut arī pietiek ar, lai veidotu aizsargājošu oksīda slāni vieglos apstākļos, slānis ir plānāks nekā augstāka hroma sakausējumos (Piem., 304 ar 18–20% cr), Padarot, ka tas ir noslēdzies agresīvā vidē.

6. Liešanas un izgatavošanas īpašības

CA15 atlasība un pēckastā apstrādājamība veicina tā rūpniecisko pievilcību:

Liešanas procesi:

CA15 uzrāda labu atlasību, padarot to piemērotu vairākām rūpniecības liešanas metodēm:

• Smilšu liešana: Visizplatītākais lielam, biezas sienas komponenti, piemēram, vārstu korpusi un sūkņu apvalki.
  Tērauda plūstamība, pastiprina mangāns un silīcijs, Nodrošina pilnīgu pelējuma pildījumu un samazina tādus defektus kā aukstums vai nepareizi.
• Investīciju liešana: Ideāli sarežģītam, Sarežģīta ģeometrija, kurai nepieciešama augstas dimensijas precizitāte, ieskaitot iekšējos fragmentus un vītņotas funkcijas.
• Centrbēdze: Piemērots cilindriskām komponentiem, piemēram, caurules un gredzeni,
  Tā kā centrbēdzes spēks palīdz samazināt porainību un segregāciju, blīvuma un strukturālās integritātes uzlabošana.

Metināmība:

Metināšana CA15 ir izaicinoša tā martensīta rakstura dēļ, kas palielina plaisāšanas risku siltumā skartajā zonā (HAZ).

Lai samazinātu atlikušo stresu, ir nepieciešama uzsildīšana līdz 200–300 ° C un pēcpusdienā rūdīt 600–650 ° C temperatūrā 600–650 ° C.

Atbilstoši pildvielu metāli (Piem., E410NIMO) uzlabot metināšanas integritāti, Lai gan metinātie savienojumi saglabā tikai 70–80% no parastā metāla stiprības.

Mašīnīgums:

Mēreni apstrādājams rūdītā stāvoklī (20–30 HRC).

Karbīda instrumenti ir ieteicami pagriezienam un malšanai, ar griešanas ātrumu 50–70 m/min - kas ir vairāk nekā austenīts nerūsējošais tērauds, bet ātrāk nekā rūdīti instrumentu tēraudi.

7. Lietojumprogrammas: Kur izceļas CA15

ASTM A217 CA15 ir martensitisks nerūsējošais tērauds, ko plaši izmanto nozarēs, kuras prasa augstu izturību,
lieliska cietība, un mērena izturība pret koroziju paaugstinātā temperatūrā.

Tās unikālā īpašību kombinācija padara to īpaši piemērotu kritiskām komponentiem prasīgā vidē.

Vārstu komponenti:

• Vārti, Zemeslode, un pārbaudiet vārstus: CA15 parasti izmanto vārstu ķermeņiem, apgriezt, un diski tā augstās stiepes izturības dēļ (līdz 930 MPA) un cietība (20–30 HRC rūdīts).
• Augsta spiediena lietojumprogrammas: Tā martensīta struktūra saglabā integritāti zem spiediena, kas pārsniedz 100 stieple, padarot to ideālu tvaikam, eļļas, un gāzes cauruļvadi.
• Izturība pret temperatūru: Var droši darboties līdz ~ 540 ° C, Piemērots augstas temperatūras šķidrumiem ķīmiskos un naftas ķīmiskos augos.

Sūkņa un kompresora komponenti:

• Sūkņa vārpstas un lāpstiņriteņi: Piedāvā lielisku nodiluma pretestību, mašīnīgums, un dimensiju stabilitāte.
• Centrbēdzes sūkņi un augstspiediena sūkņi: CA15 apstrādā augstas mehāniskās slodzes un atkārtotu spriegumu, ilgtermiņa uzticamības nodrošināšana spēkstacijās, rafinēšanas rūpnīcas, un rūpniecības ūdens sistēmas.

Eļļas & Gāzes nozare:

• Wellhead un lejas caurumu aprīkojums: Augsta stiprība un mērena korozijas izturības uzvalka komponenti, kas pakļauti eļļai, gāze, un sālījumu zem augsta spiediena.
• Smagi servisa vārsti: CA15 apdare zemeslodes un vārtu vārsti pretojas nodilumam no vircas, ogļūdeņraži, un abrazīvie šķidrumi.

Tvaika un enerģijas ražošana:

• Katla vārsti un stiprinājumi: Var izturēt augstas temperatūras tvaiku un termisko ciklu, bez ievērojamiem mehānisko īpašību zudumiem.
• Rūpnieciskās turbīnas un siltummaiņi: Komponenti saglabā strukturālo integritāti cikliskās termiskās slodzēs.

Vispārīgi rūpnieciskās lietojumprogrammas:

• Augsta spiediena veidgabali un atloki: Izturība un cietība padara CA15 piemērotu kritiskām locītavām ķīmiskajos augos, rafinēšanas rūpnīcas, un atsāļošanas augi.
• Speciālās lējumi: Tā liešanas daudzpusība ļauj ražot biezas sienas vai sarežģītas detaļas, kas apvieno izturību, nodilums pretestība, un mērena izturība pret koroziju.

8. Standarti un kvalitātes kontrole

Atbilstība ASTM A217 nodrošina CA15 lējumus, kas atbilst stingriem kvalitātes kritērijiem:

• Ķīmiskā analīze: Katrs CA15 karstums jāpārbauda, izmantojot optiskās emisijas spektroskopiju (Oes) Lai pārbaudītu, vai elementi ietilpst noteiktos diapazonos (Piem., hroms 11,5–13,5%).
• Mehāniskā pārbaude: Stiepes un trieciena testi ir obligāti katrai liešanas partijai, ar paraugiem, kas ņemti no reprezentatīvām sadaļām, lai nodrošinātu atbilstību izturības un elastības prasībām.
• Nesagraujoša pārbaude (Ndt): Kritiski spiediena saturošās detaļas notiek ultraskaņas pārbaude (Ut) Lai noteiktu iekšējo porainību un magnētisko daļiņu pārbaudi (MPI) Lai identificētu virsmas plaisas.
• Termiskās apstrādes sertifikācija: Ražotājiem jāsniedz dokumentācija par austenitizāciju, rūdīšana,
  un rūdīšanas parametri, ieskaitot temperatūras laika profilus, Lai apstiprinātu pareizu mikrostruktūras attīstību.

9. Salīdzinājumi par sakausējumu pārmaiņus

Izvēloties materiālus augsta spiediena un augstas temperatūras lietojumiem, ASTM A217 CA15 bieži novērtē pret citiem nerūsējošiem tēraudiem un martensītu sakausējumiem.

10. Secinājums

ASTM A217 CA15 ir praktisks, Rentabls risinājums rūpnieciskām lietojumprogrammām, kurām nepieciešama liela izturība, Mērena izturība pret koroziju, un atlasība paaugstinātā temperatūrā.

Tā labi sabalansētā ķīmija, kopā ar precīzu termisko apstrādi, Nodrošina darbību, kas nepieciešama enerģijas ražošanai, ķīmiskā apstrāde,

un naftas un gāzes aprīkojums-tas viss par nelielu daļu no augstāk sakārtotu nerūsējošo tēraudu izmaksām.

FAQ

Kas ir ASTM A217 CA15?

ASTM A217 CA15 ir martensīta nerūsējošā tērauda pakāpe, ko parasti izmanto lējumiem, kas satur spiedienu saturošos lietojumos, piemēram, vārsti, sūkņu apvalki, un spiediena tvertnes.

Tas ir standartizēts ar ASTM A217, kas nosaka ķīmisko sastāvu, Mehāniskās īpašības, un termiskās apstrādes prasības.

Ir CA15 magnētisks?

Jā. CA15 ir martensitisks nerūsējošais tērauds, kas ir feromagnētisks gan kā rūdītos apstākļos.

Vai CA15 rūsa?

Jā, CA15 var rūsēt, ja tas ir pakļauts skarbai videi, īpaši hlorīdu vai mitruma klātbūtnē.

Tās izturība pret koroziju ir mērena, salīdzinot ar austenīta nerūsējošajiem tēraudiem, Tātad var būt nepieciešami aizsargājoši pārklājumi vai regulāra apkope.

Kā tiek kontrolēta kvalitāte CA15 lējumiem?

Kvalitātes kontrole ietver ķīmisko analīzi (Oes), mehāniskā pārbaude (stiepts, trieciens),

nesagraujoša pārbaude (Ultraskaņas iekšējai porainībai, Magnētiskā daļiņa virsmas defektiem), un termiskās apstrādes sertifikācija.

Atbilstība ASTM A217 nodrošina ticamību kritiskos lietojumos.

Ir CA15 rentabls?

CA15 ir mēreni dārgs leģējošo elementu un apstrādes prasību dēļ,

Bet tas ir rentabls augstspiediena lietojumprogrammām, kurās izturība, nodilums pretestība, un daļēja izturība pret koroziju ir kritiska.