ASTM A743 CA6NM ir martensitisks nerūsējošais tērauds liešanas pakāpe, kas īpaši izstrādāta, lai nodrošinātu augstas izturības, izturība pret koroziju, un izturība smagā pakalpojumu vidē.
Ar 12–14% hromu un 3–4% niķeļa sastāvu, CA6NM sasniedz līdzsvarotu mikrostruktūru, kas piedāvā augstāku izturību pret kavitāciju, erozija, un, saglabājot izcilu metināmību, salīdzinot ar citiem martensīta nerūsējošajiem tēraudiem.
Šis sakausējums ir kļuvis par izvēles materiālu hidroturbīnu skrējējiem, sūkņa lāpstiņriteņi, Jūras platformas komponenti, un vārstu ķermeņi, Ja ir obligāta strukturālās uzticamības un vides noturības kombinācija.
1. Kas ir ASTM A743 CA6NM?
ASTM A743 CA6NM ir a martensīta nerūsējošais tērauds liešana pakāpe Paredzēts apkalpošanai vidē, kurai nepieciešama liela mehāniskā izturība, laba izturība, un vidēja līdz augsta korozijas pretestība.
“CA” apzīmē koroziju izturīgu sakausējumu ASTM liešanas standartos, “6” attiecas uz sakausējuma sēriju, un “nm” norāda uz klātbūtni niķelis un molibdēns Paaugstinātai izturībai pret koroziju.
Tas ir plaši atzīts par tā apstrādājamības līdzsvars, metināmība, un izturība pret vides degradāciju, Padarot to unikālu starp martensītu pakāpēm.
2. Ca6nm ķīmiskais sastāvs
Ca6nm ir a 12% hroms, 4% niķelis, 0.5% molibdēna martensitisks nerūsējošais tērauds Izstrādāts, lai apvienotu izturība, izturība, un izturība pret koroziju vienā liešanas sakausējumā.
Tā sastāvs ir cieši kontrolēts zem ASTM A743/A743M Lai nodrošinātu konsekventu metalurģisko sniegumu.
Tipiskas ķīmiskās sastāva robežas (% pēc svara):
| Elements | Specifikāciju diapazons (%) | Funkcionālā loma |
| Ogleklis (C) | ≤ 0.06 | Zems oglekļa daudzums samazina karbīda nokrišņus, Uzlabojoša izturība un metināmība. |
| Mangāns (Nojaukšanās) | ≤ 1.00 | Uzlabo karstu darba īpašības un dezoksidāciju kušanas laikā. |
| Silīcijs (Un) | ≤ 1.00 | Darbojas kā dezoksidētājs; Pārmērīga summa var samazināt izturību. |
| Hroms (Krekls) | 11.5 - 14.0 | Primārais elements pasivācijas un izturības pret koroziju. |
| Niķelis (Iekšā) | 3.50 - 4.50 | Stabilizē martensītu, Uzlabo izturību, un pastiprina izturību pret stresa korozijas plaisāšanu. |
| Molibdēns (Noplūde) | 0.40 - 1.00 | Pastiprina izturību pret, īpaši hlorīdu saturošā vidē. |
| Fosfors (Pūtīt) | ≤ 0.04 | Turēja zemu, lai novērstu Emplitlement. |
| Sērs (S) | ≤ 0.03 | Zems līmenis saglabā izturību un izturību pret koroziju. |
| Dzelzs (Fe) | Līdzsvars | Matricas elements, kas nodrošina strukturālo izturību. |
3. Mehānisks & CA6NM fizikālās īpašības
Ca6nm ir izstrādāts tā, lai piegādātu a līdzsvarota spēka kombinācija, elastība, un izturība pret lūzumu, pat lielās sekcijas lējumos.
Tās īpašības ir tā rezultāts 12CR - 4NI - MO martensitiskais kompozīcija apvienojumā ar Kontrolēta termiskā apstrāde.
Tipiskas mehāniskās īpašības
(Vērtības uz ASTM A743/A743M prasībām; Faktiskie rezultāti ir atkarīgi no sekcijas lieluma, termiskā apstrāde, un testa orientācija)
| Īpašums | Tipiska vērtība | Testa stāvoklis |
| Stiepes izturība (Rm) | 655–795 MPa (95–115 ksi) | Istabas temperatūra, rūdīts martensīts |
| Peļņas izturība (RP0.2) | ≥ 450 MPA (65 ksi) | Tāpat kā iepriekš |
| Pagarināšana | ≥ 15% | Mēra garums = 50 mm |
| Laukuma samazināšana | ≥ 35% | Istabas temperatūra |
| Charpy v-nety trieciena enerģija | 40–80 J –46 ° C (–50 ° F) | Garenvirziens |
| Cietība | 207–255 HB (apm.. 22–26 HRC) | Pēc rūdīšanas |
| Lūzuma izturība (K_ic) | ~ 110–130 MPa · √m | Istabas temperatūra, smalkgraudains stāvoklis |
Tipiskas fizikālās īpašības
| Īpašums | Tipiska vērtība | Piezīmes |
| Blīvums | 7.74 G/cm³ (0.280 lb/in³) | Nedaudz zemāks par oglekļa tēraudiem sakarošanas dēļ |
| Elastības modulis | 200 GPA (29 × 10⁶ psi) | Salīdzināms ar citiem nerūsējošiem tēraudiem |
| Siltumvadītspēja | ~ 24 w/m · k 100 ° C | Zemāks par oglekļa tēraudiem; ietekmē siltuma izkliede |
| Īpaša siltuma jauda | 460 J/kg · k | 20 ° C |
| Elektriskā pretestība | 0.60 µΩ · m | Augstāks par oglekļa tēraudiem, labvēlīgs zināmai izturībai pret eroziju |
| Termiskās izplešanās koeficients | 10.8 × 10⁻⁶ /° C (20–100 ° C) | Jāapsver daudzpakāpju komplektos |
4. Termiskā apstrāde & Mikrostruktūras kontrole
CA6nm savu sniegumu iegūst ne tikai no tā 12% hroms, 4% niķelis, un molibdēna ķīmija, bet arī no precīzas termiskās apstrādes secības kas pārveido tā kā izturību par a grūts, rūdīta martensīta mikrostruktūra.
Šī pārvērtība ir būtiska, lai sasniegtu sakausējuma mērķtiecīgo līdzsvaru izturība, elastība, izturība pret koroziju, un dimensiju stabilitāte.
Standarta termiskās apstrādes secība
Parasti Ca6nm lējumu termiskās apstrādes rezultāts seko ASTM A743/A743M vadlīnijām un ir pielāgots sekcijas biezumam:
Risinājumu rūdīšana (Austenitizējošs):
- Temperatūra: 1010–1050 ° C (1850–1920 ° F)
- Mērķis: Izšķīdina karbīdi un homogenizē leģējošus elementus. Pirms rūdīšanas ražo pilnībā austenītisku struktūru.
- Turēt laiku: ~ 1 stunda uz 25 mm (1 collas) sekcijas biezums, minimums 2 laiks.
Rūdīšana:
- Vidējs: Piespiedu gaiss vai eļļa, Atkarībā no liešanas sekcijas lieluma un vēlamā dzesēšanas ātruma.
- Mērķis: Pārveido austenītu par Martensite ar zemu oglekļa saturu vienlaikus samazinot kropļojumus un atlikušos spriegumus.
- Atzīmēt: Niķeļa saturs CA6nm samazina martensīta startu (M_s) temperatūra, Veicinot vienmērīgu transformāciju.
Rūdījums:
- Temperatūra: 565–620 ° C (1050–1150 ° F) par standarta izturības un izturības līdzsvaru.
- Mērķis: Mazina stresu, Uzlabo elastību, un pielāgo cietību līdz 22–26 HRC.
- Temperatūras ietekme: Zemāka rūdīšanas temperatūra dod augstāku stiprību, bet samazina izturību pret triecienu; Augstāka temperatūra uzlabo izturību, bet nedaudz zemāku ražas stiprumu.
Mikrostruktūras īpašības
Pareizi ar termiski apstrādāti ca6nm liešanas eksponāti:
- Rūdīta martensīta matrica: Nodrošina augstu stiepes un ražas izturību ar labu izturību pret lūzumu.
- Rafinēts graudu lielums: Niķeļa pievienošana nomāc graudu augšanu austenitizācijas laikā, Palīdzība augstas ietekmes enerģijas saglabāšanā.
- Izkliedēti karbīdi: Smalks m₂₃c₆ karbīdi gar virpu robežām uzlabo nodiluma pretestību, bez smagi pasliktinošas izturības.
- Minimāls saglabāja austenītu (<5%): Pārmērīgs saglabātais austenīts var samazināt cietību un dimensiju stabilitāti, Tātad dzesēšanas ātrums un rūdīšanas cikli tiek rūpīgi kontrolēti.
5. Liešana, Apstrāde & Metināmība
CA6NM vērtība kā a hidroturbīns, vārsts, un sūkņa sakausējums atkarīgs ne tikai no tās ķīmijas un termiskās apstrādes, bet arī uz tā liešana, mašīnīgums, un remontēt metināmību.
Liešanas procesi
CA6NM var veiksmīgi ražot, izmantojot vairākas lietuves metodes, ļaujot ražotājiem saskaņot procesa iespējas daļēji ģeometrijai, Dimensijas prasības, un ražošanas apjoms.
Smilšu liešana:
- Vislabāk piemērots liels, biezu sienu komponenti piemēram, turbīnu apvalki, sūkņu apvalki, un vārstu ķermeņi 1–5 Jūsu diapazons.
- Tipiskas pielaides: ± 1 mm uz 100 mm dimensija.
- Virsmas apdare: RA 6,3-12,5 μm Pēc satricinājuma.
- Priekšrocības: Liela lieluma un formas elastība; ekonomiski zemiem līdz vidējiem apjomiem.
Investīciju liešana (Pazudušais vasks):
- Ideāls sarežģīta ģeometrija Tāpat kā turbīnu asmeņi, vārsta apdares, un skrējēju segmenti, kur gludas virsmas un smalkas detaļas ir kritiskas.
- Izmēra precizitāte: ± 0,1 mm.
- Virsmas apdare: RA 1,6-3,2 μm, samazinot apstrādes pabalstu un uzlabojot hidraulisko efektivitāti.
Centrbēdze:
- Ražo cilindriskas vai gredzena formas sastāvdaļas piemēram, sūkņa piedurknes, valkāt gredzenus, un nesošie čaumalas.
- Nodrošināt Vienveidīgs blīvums un minimāla segregācija-kritiska augsta spiediena blīvēšanas virsmām.
- Bieži izmanto detaļām, kurām nepieciešama koncentrācijas pielaide 0.25 mm.
Liešanas ienesīguma likmes CA6nm parasti pārsniedz 85% Par vienkāršām ģeometrijām, Kaut arī sarežģītākas formas ar dziļām kabatām vai biezām un plānām pārejām var samazināties 70–75% Sakarā ar saraušanās dobumu pārvaldību un stāvvada dizaina ierobežojumiem.
Apstrādes uzvedība
CA6nm ir ievērojami Vieglāk mašīnā nekā pilnībā nocietinātie martensitiskie tēraudi, Īpaši rūdīts stāvoklis (22–26 HRC).
Galvenās apstrādes piezīmes:
- Griešanas ātrums: ~ 30–50 m/min ar karbīda instrumentiem; līdz 80 m/min ar pārklātu karbīdiem apdares caurlaidēs.
- Instrumentu nodilums: Mērens - neviens uzlabo izturību, bet var izraisīt darba sacietēšanu, ja plūsmas ir pārāk vieglas.
- Dzesēšanas šķidruma lietošana: Ieteicams virsmas apdares konsistencei un termiskajai stabilitātei.
- Izmēra stabilitāte: Zems saglabātais austenīta saturs nozīmē minimālu kropļojumu pēc neapstrādātas apstrādes.
- Apstrādes piemaksas: 3–6 mm ir raksturīgs, lai noņemtu virsmas mērogu un liešanu ādu pēc termiskās apstrādes.
Metināmība
Ca6nm ir metināmāks nekā parastais 410 nerūsējošs dēļ:
- Ar zemu oglekļa saturu (≤0,06%)
- Niķeļa pievienošana (~ 4%) Austenīta stabilizēšana dzesēšanas laikā
- Zemāks ūdeņraža plaisāšanas risks, uzkarsējot un pēcpusdienā tiek veikts apstrāde
Metināšanas paraugprakse:
- Uzkarsēšana: 150–250 ° C (300–480 ° F) lai samazinātu termiskos gradientus un ūdeņraža plaisāšanas risku.
- Filler metāla izvēle: Atbilstošs kompozīcijas pildviela (Piem., AWS ER410NIMO GTAW/GMAW vai E410NIMO SMAW) Lai saglabātu izturību un izturību pret koroziju.
- Starpposma temperatūra: < 250 ° C (480 ° F) Lai izvairītos no pārmērīgas blakus esošās siltuma skartās zonas.
- Pēc termiņa (Phwht): Vietēja vai pilnīga rūdīšana pie 565–620 ° C (1050–1150 ° F) Lai atjaunotu izturību un cietības vienveidību.
Remonta metināšana:
- Bieži sastopami lielos hidroturbīnu skrējējus vai vārsta ķermeņos, lai koriģētu porainību vai virsmas defektus.
- Panākumi ir atkarīgi no stingras metināšanas parametru kontroles, kopīga tīrība, un PWHT lietojumprogramma.
6. Izturība pret koroziju: Pielāgots ūdens videi
CA6NM izturība pret koroziju ir izstrādāta saldūdens, jūras ūdens, un viegla ķīmiskā vide, padarot to daudz izturīgāku nekā oglekļa tērauds vai lējumi ar zemu sakausējumu, un konkurētspējīgi ar dažām austenītiskām atzīmēm īpašos scenārijos:
- Saldūdens un tvaiks: Hroma oksīda slānis iztur oksidāciju un bedri saldūdenī (Piem., upes ūdens, dzesēšanas šķidruma sistēmas) ar korozijas ātrumu <0.02 mm/gadā.
Tas arī iztur mitru tvaiku 200–300 ° C temperatūrā, Galvenā īpašība elektrostacijas komponentiem. - Jūras ūdens: Molibdēna papildinājumi pastiprina izturību pret hlorīdu izraisītām bedrēm.
Jūras ūdens iegremdēšanas testos, CA6nm korozijas ātrums ir 0,05–0,1 mm gadā - līdzvērtīgs līdz 410 nerūsējošais tērauds (0.2–0,3 mm gadā) bet nedaudz mazāk nekā 316 (0.01–0,03 mm gadā). - Vieglas ķīmiskas vielas: Pretojas atšķaidām skābēm (Piem., 5% sērskābe), sārms (Piem., 10% nātrija hidroksīds), un naftas produkti, Padarot to piemērotu naftas atradņu vārstiem un ķīmiskām pārstrādes sūkņiem.
Ierobežojumi pastāv: Ca6nm nav ieteicams spēcīgām skābēm (Piem., 37% sālsskābe) vai augstas hlorīda vide (Piem., sālīt ar >10% NaCl), kur austenīta pakāpes, piemēram, CF8M (316 līdzvērtīgs) uzstāties labāk.
7. Tipiski CA6NM pielietojumi
ASTM A743 CA6NM’s lielas izturības, Lieliska izturība zemā temperatūrā, un izturība pret koroziju, kavitācija, un erozija padarīt to par materiālu kritiska hidrauliska, jūras, un enerģijas nozares komponenti.
| Lietojumprogrammu sektors | Tipiskas sastāvdaļas | Galvenās veiktspējas prasības, kuras izpildīja CA6NM |
| Hidroenerģija | Turbīnu skrējēji (Kaplans, Francisks, spuldze), vārtiņi, Virzošs lāpstiņas, Palieciet gredzenus | Augsta kavitācijas pretestība, izturība pret eroziju, izturība zemā temperatūrā |
| Jūras & Jūrā | Propellera asmeņi, rumbas, Stūres krājumi, sūkņu vārpstas, jūras ūdens vārstu korpusi | Seawater Korozijas izturība, Labs noguruma spēks, zema magnētiskā caurlaidība |
| Eļļas & Gāze | Zemūdens sūkņu lāpstiņriteņi, piedurknes, vārti/globuss/čeku vārsta apdare, aizrīties vārsti | Hlorīda stresa izturība pret koroziju, izturība pret eroziju, lielas izturības |
| Rūpnieciskā sūknēšana | Centrbēdzes sūkņa lāpstiņriteņi, valkāt gredzenus, apvalks, difuzora plāksnes | Nodilums pretestība, Korozijas izturība iesāļā ūdenī un ķīmiskajās vielās |
| Atsāļošanas augi | Augstspiediena sūkņa vārpstas, lāpstiņriteņi, blīvēšanas gredzeni | Izturība pret hlorīda izraisītām bedrēm, Izmēra stabilitāte |
| Paisuma & Atjaunojamā enerģija | Paisuma turbīnu asmeņi, rumbas, vārpstas | Kombinēta erozijas un hlorīda korozijas izturība, ilgtermiņa izturība |
| Aizsardzība / Jūras | Zemūdenes dzenskrūves, Vārpstas starplikas, stūres rīku komponenti | Zems magnētiskais paraksts, izturība pret kavitāciju, Mehāniskā uzticamība |
8. Salīdzinājumi: CA6nm vs CA15 (410), 17-4Ph, Divstāvu 2205
| Īpašums / Iezīmēt | Ca6nm (ASTM A743) | CA15 (410 Ss) (ASTM A743) | 17-4Ph (ASTM A747 CB7CU-1) | Divstāvu 2205 (ASTM A890 4.A pakāpe) |
| Ierakstīt / Mikrostruktūra | Martensīts (zems c, 12Krekls + Iekšā) | Martensīts (Augstā C, 12Krekls) | Nokrišņu izturīgs martensitisks | Ferīta-austenitisks (divstāvu) |
| Tipisks kompozīcija (WT%) | C ≤ 0.06, Cr 11.5–14, Pie 3.5-4,5, Mo 0,4–1,0 | Cr 11.5–14, In ≤ 1.0, C 0.15 | C ≤ 0.07, Cr 15–17, Pulksten 3-5, Cu 3–5 | C ≤ 0.03, Cr 21–23, Ir 4,5-6,5, Mo 2,5–3,5 |
| Stiepes izturība (MPA) | 655–760 | 550–690 | 930–1,100 | 620–880 |
| Peļņas izturība (MPA) | 450–550 | 350–450 | 725–1 035 | 450–620 |
| Pagarināšana (%) | 15–20 | 10–15 | 8–12 | 20–25 |
| Cietība (HB) | 200–240 | 180–230 | 300–360 | 220–270 |
| Izturība 0 ° C (Jūti) | Lielisks (≥ 40) | Godīgs (10–20) | Mērens (20–30) | Lielisks (≥ 60) |
| Izturība pret koroziju | Labi svaigā/jūras ūdenī, Pretas kavitācija | Godīgs, nosliece uz hlorīdiem | Labi, bet ne smagai hlorīda videi | Lieliska hlorīda un izturība pret triecieniem |
| Izturība pret kavitāciju | Augsts | Zems | Vidējs | Augsts |
| Termiskā apstrāde | Šķīduma rūdīšana + rūdījums | Tikai rūdīšana | Šķīdums + novecošanās | Tikai risinājuma rūdīšana |
| Liešana | Labi, Piemērots smiltīm & investīciju liešana | Labi smilšu liešanai | Mērens, sarežģītāks nokrišņu sacietēšanas dēļ | Mērens, Nepieciešama precīza kontrole |
| Metināmība | Labi, bet nepieciešama pirms/pēc termiskās apstrādes | Mērens, nosliece uz plaisāšanu | Labi, Bet nepieciešama pēc metināšanas novecošanās | Labi, jutīgs pret starpmetāliem |
| Mašīnīgums | Mērens | Labi | Godīgs | Mērens |
| Izmaksu līmenis | Vidējs | Zems | Augsts | Augsts |
| Tipiskas lietojumprogrammas | Hidrauliskās turbīnas, sūkņa lāpstiņriteņi, Jūras dzenskrūves | Vispārējās sūkņa daļas, Zema dienesta vārsti | Aviācija, augstas stipruma vārpstas | Ārzonu struktūras, atsāļošanas aprīkojums |
9. Kopējie ekvivalenti
CA6NM unikālais spēka līdzsvars, izturība, un korozijas pretestība to pozicionē starp vairākiem saistītiem martensītu nerūsējošiem tēraudiem. Tā kopējie ekvivalenti citos standartos vai pakāpēs ietver:
- ASV J91660: Vienota numerācijas sistēmas apzīmējums CA6NM.
- ASTM A297 TYPE CA6NM: Alternatīva ASTM apzīmējums līdzīgām lējumiem.
- Iekšā 1.4528 / X12crisi17-7: Eiropas ekvivalenta martensīta nerūsējošā tērauda pakāpe, Izmanto liešanā vai kalšanā.
- Viņš ir SUS630: Japāņu ekvivalenta nokrišņu sacietēšanas nerūsējošais tērauds, dalās ar dažām līdzīgām lietojumprogrammām, kaut arī atšķiras mikrostruktūrā.
- CA15 (ASTM A743 CA15): Augstāka oglekļa martensīta pakāpe ar līdzīgu ķīmiju, bet dažādiem mehāniskiem un izturības profiliem.
10. Secinājums
ASTM A743 CA6NM piedāvā a Pierādīts spēka līdzsvars, izturība pret koroziju, un izturība Tas padara to neaizstājamu, pieprasot rotējošu mašīnu un jūras/jūras lietojumprogrammas.
Tā pastiprinātā metināmība un kavitācijas pretestība ļauj ilgāku kalpošanas laiku un samazināt apkopes dīkstāvi - padarot to a rentabla izvēle smagai videi.
FAQ
Ir CA6nm magnētisks?
Jā, tas ir martensīts un parāda magnētiskās īpašības.
Ir CA6nm, kas piemērots jūras ūdens iegremdēšanai?
Nē - tā korozijas ātrums (0.1–0,2 mm gadā) padara to nepiemērotu ilgstošai jūras ūdens iedarbībai. Izmantojiet dupleksu 2205 tā vietā.
Kāda ir maksimālā temperatūra Ca6nm?
Tas saglabā noderīgu izturību līdz 400 ° C. Virs 500 ° C, notiek oksidācija un mīkstināšana; Izmantojiet niķeļa bāzes sakausējumus augstākiem tempiem.
Vai CA6nm var izmantot pārtikas pārstrādē?
Nē - tā mērena izturība pret koroziju un bedrēšanas potenciāls skābos pārtikas produktos padara austenītiskas pakāpes (Piem., CF8) labāks.
Kā Ca6nm salīdzina ar 17-4ph spēku?
17-4PH piedāvā lielāku stiepes izturību (860–1100 MPa) bet ir mazāk atlaists; CA6nm tiek dota priekšroka sarežģītām lējumiem.
Kāds ir tipiskais CA6nm lējumu sagatavošanas laiks?
4–8 nedēļas smilšu lējumiem; 6–12 nedēļas investīciju lējumiem (pelējuma izgatavošanas dēļ).
