ASTM A890/A995 Casting Gred Stainless

1. Pengenalan

Dalam menuntut persekitaran perindustrian -yang berasal dari platform luar pesisir ke tumbuhan pemprosesan kimia -bahan mesti menggabungkan kekuatan tinggi, Rintangan kakisan yang sangat baik, dan kebolehkerjaan yang boleh dipercayai.

ASTM A890/A995 gred cast duplex dan super-duplex Steels memenuhi syarat-syarat yang ketat ini.

Artikel ini mengkaji perbezaan utama mereka, sifat kimia dan mekanikal, dan aplikasi biasa, melengkapkan jurutera dan profesional perolehan dengan pandangan yang diperlukan untuk pemilihan aloi yang optimum.

2. Gambaran Keseluruhan Spesifikasi ASTM A890/A995

ASTM A890: Berdasarkan [Unit Bahasa Inggeris] (ksi, ° f, dalam, dll.), ia menentukan komposisi kimia, sifat mekanikal dan keperluan pemeriksaan dupleks dan super-dupleks keluli tahan karat keluli.

ASTM A995: Ia adalah metrik (Dan) versi A890, yang menerjemahkan hampir semua klausa verbatim A890, tetapi menukar kekuatan, suhu, saiz, dll. ke unit metrik seperti MPA, ° C., mm, dll.

ASTM A890/A995 meliputi casting yang diperbuat daripada keluli tahan karat austenitik-ferum. Ia berpecah menjadi enam gred "a", daripada 1A (Dupleks rendah aloi) ke 6A (Super-dupleks tertinggi).

• Skop dan kebolehgunaan: Standard ini berlaku untuk komponen seperti perumahan pam, badan injap, dan kelengkapan paip yang beroperasi dalam media yang menghakis.
• Duplex vs. Klasifikasi Super-Duplex:

• • Dupleks Keluli (Gred 1A -3A) Ciri ~ 50/50 Struktur Mikro Ferrite-Austenite.
  • Super-Duplex Keluli (Gred 4A -6A) mengandungi mo dan n yang tinggi untuk meningkatkan rintangan pitting.

• Casting vs.. Parallels tempa: Setiap gred sepadan dengan setara tempuh (Mis., Gred 3A → UNS J92205 Cast ↔ UNS S32205 dilakukan), Memudahkan penggantian bahan.

3. Nomenclature gred & Jawatan UNS

Penamaan "NA" Cryptic ASTM mencerminkan kandungan dan prestasi aloi menaik:

Gred	Cast kami	UNS	Nama biasa
1A	J93370	S31500	Dupleks 2101
2A	J92220	S31803	Dupleks 2202
3A	J92205	S32205	Dupleks 2205
4A	J93380	S32550	Super-Duplex 2509
5A	J93404	S32750	Super-Duplex 2507
6A	J93380*	S32760	Super-Duplex 2570

*6Saham yang sama dengan 4A tetapi memerlukan tahap MO/N yang lebih tinggi.

Semasa anda bergerak dari 1A ke 6A, Penambahan Elemental -terutamanya MO dan N -RISE dengan mantap, meningkatkan ketahanan kakisan dan kekuatan.

4. Perbandingan Komposisi Kimia

Melihat dekat elemen aloi di gred ASTM A890/A995 mendedahkan bagaimana perubahan tambahan dalam kromium, nikel, Molybdenum, dan prestasi pemacu nitrogen.

Khususnya, gred 3A (Dupleks 2205 Cast) dan 5A (Super-Duplex 2507 Cast) Mempamerkan peralihan dari dupleks standard ke kimia super-dupleks.

Elemen	Peranan	Gred 3A (J92205)	Gred 5A (J93404)
Cr	Penghalang kakisan utama	24.0-26.0 wt %	24.0-26.0 wt %
Dalam	Penstabil austenit; ketangguhan	4.5-6.5 wt %	6.0-8.0 wt %
Mo	Pitting/Crevice Rintangan	2.5-3.5 wt %	3.0-5.0 wt %
N	Kekuatan dan Pitting Rintangan Booster	0.10-0.20 wt %	0.24-0.32 wt %
Mn	Deoxidizer; pengurangan kos	≤ 1.5 wt %	≤ 1.5 wt %
Dan	Deoksidasi dan bantuan ketidakstabilan	≤ 1.0 wt %	≤ 1.0 wt %
C	Kekuatan tetapi risiko karbida	≤ 0.04 wt %	≤ 0.03 wt %
P, S	Had kekotoran	P ≤ 0.04 wt %, S ≤ 0.03 wt %	P ≤ 0.04 wt %, S ≤ 0.03 wt %

Nota: Semua angka dalam peratus berat badan.

Kesan kos elemen aloi

Akhirnya, sementara molibdenum dan nitrogen dengan ketara meningkatkan prestasi, Mereka juga menaikkan kos bahan mentah:

• Molybdenum menjual untuk $25-35/kg berbanding $5-8/kg untuk nikel. A 1 wt % Peningkatan kandungan MO menambah kira -kira $0.25-0.35 per kilogram aloi.
• Nitrogen lebih menjimatkan dalam pengeluaran aloi tetapi memerlukan pengecasan tekanan tinggi, Meningkatkan kerumitan pemprosesan.

5. Sifat mekanikal

Peralihan dari solek kimia ke prestasi dalam perkhidmatan, Ciri -ciri Mekanikal Tentukan bagaimana gred pelakon A890/A995 menahan beban, kesan, dan ubah bentuk.

Khususnya, Gred 3A (Dupleks 2205) dan 5A (Super-Duplex 2507) memberikan peningkatan kekuatan yang ketara ke atas keluli tahan karat austenit konvensional, sambil mengekalkan ketangguhan yang mencukupi untuk persekitaran yang dinamik.

Harta benda	Gred 3A (J92205)	Gred 5A (J93404)	300-Siri Austenitic (mis. 316L.)
Kekuatan tegangan	≥ 655 MPA (95 ksi)	≥ 795 MPA (115 ksi)	~ 485 MPA (70 ksi)
Kekuatan hasil (0.2%)	≥ 450 MPA (65 ksi)	≥ 550 MPA (80 ksi)	~ 170 MPA (25 ksi)
Pemanjangan	≥ 25 %	≥ 15 %	≥ 40 %
Kekerasan (HRC)	≤ 25	≤ 32	≤ 22
Impak Charpy (-50 ° C.)	≥ 40 J	≥ 40 J	≥ 20 J

Kekuatan dan kekakuan

Pertama, Kedua-dua gred dupleks dan super-duplex kekuatan tegangan sekurang -kurangnya 1.3-1.6 × lebih tinggi daripada 316L.

Akibatnya, Pereka mengeksploitasi dinding yang lebih nipis atau perhimpunan yang lebih ringan tanpa mengorbankan kapasiti galas beban.

Selain itu, kekuatan hasil- Tekanan di mana ubah bentuk kekal bermula dari ~ 170 MPa dalam 316L ke 450 MPA dalam gred 3a, dan 550 MPA dalam gred 5a, Menawarkan rintangan teguh terhadap aliran rayap dan plastik.

Kemuluran dan ketangguhan

Walaupun kekuatan tinggi mereka, aloi dupleks ini mengekalkan mencukupi pemanjangan (≥ 15-25 %). Sebaliknya, Banyak keluli kekuatan tinggi mengalami kemuluran di bawah 10 %.

Tambahan pula, Ujian charpy v-notch di -50 ° C. Sahkan tenaga kesan ≥ 40 J, yang menunjukkan bahawa kedua-dua gred menentang patah rapuh walaupun dalam perkhidmatan sub-sifar.

Kekerasan dan rintangan haus

Seterusnya, a 25 HRC Cap pada gred 3a dan 32 HRC pada kekerasan gred 5A dengan kebolehkerjaan dan kebolehkalasan.

Dengan perbandingan, Keluli alat yang penuh keras berjalan di atas 55 HRC tetapi kekurangan rintangan kakisan. Dalam amalan, Tahap kekerasan ini diterjemahkan ke Rintangan lelasan yang lebih baik, mengurangkan kadar haus sehingga sehingga 50 % berbanding 316L dalam ujian buburan-erosi.

6. Rintangan kakisan

Keluli dupleks dan super-dupleks mengatasi austenit dalam media yang agresif:

Kakisan Umum:

Dalam 3% HCl di 50 ° C., Gred 3A menghancurkan di < 0.05 mm/tahun, berbanding dengan ≈ 0.2 mm/tahun untuk 316 Ss (ASTM G31).

Pitting & Rintangan Crevice:

• • Gred 3A (Kayu ~ 32) Menentang pitting di peringkat klorida hingga 1 M at 25 ° C..
  • Gred 5A (Kayu >40) bertahan > 3 M klorida dalam keadaan yang sama (ASTM G48).

Tekanan-karat retak:

Struktur Mikros, membolehkan operasi selamat sehingga 150 ° C..

7. Kelebihan Dupleks dan Super-Duplex Astm A890/A995

ASTM A890/A995 Cast Gred menyampaikan gabungan sifat yang menarik yang membezakannya daripada keluli tahan karat konvensional.

Nisbah kekuatan-ke-berat yang tinggi

• Kekuatan tegangan naik ke 795 MPA dalam gred 5a dan 655 MPA dalam Gred 3A -Ketiadaan 1.6× itu 316 L Austenitic Stainless (≈ 485 MPA).
• Kekuatan hasil mencapai 550 MPA (5A) berbanding sahaja 170 MPA untuk 316 L., membolehkan pereka untuk mengurangkan ketebalan dinding sehingga sampai 30% Semasa mengekalkan kapasiti beban yang setara.

Oleh kerana meningkatkan kekuatan ini, Komponen Dupleks Cast Berat kurang lagi menahan tekanan dalaman yang lebih tinggi -menyampaikan ke dalam pam yang lebih ringan, injap, dan kelengkapan yang tidak berkompromi dengan keselamatan.

Rintangan kakisan dan hakisan yang unggul

• Nombor setara rintangan pitting (Kayu) melebihi 40 di Gred 5A dan duduk di sekitar 32 dalam gred 3a, berbanding dengan 20 untuk 316 L..
• Dalam ASTM G48 ujian pitting, Casting Super-Duplex menentang tahap klorida di atas 3 M pada 25 ° C. tanpa penembusan, sedangkan 316 L gagal 0.5 M.

Selain itu, Struktur mikro dupleks menyampaikan rintangan karat hakisan yang dipertingkatkan: Rekod percubaan-erosi buburan 25-40% kehilangan jisim yang lebih rendah berbanding 316 L., Menjadikan A890/A995 sesuai untuk mengendalikan aliran proses yang kasar.

Rintangan retak tekanan yang sangat baik

• Aloi dupleks mengekalkan seimbang 50/50 Campuran Ferrite-Austenite yang menghalang permulaan dan penyebaran SCC.
• Pengalaman lapangan menunjukkan insiden retak karat sifar di blok manifold luar pesisir (Gred 5A) berakhir 10 tahun perkhidmatan dalam persekitaran yang kaya dengan H₂s.

Kebolehpercayaan ini di bawah beban tegangan dan serangan menghakis secara drastik mengurangkan penutupan dan kos penyelenggaraan yang tidak dirancang.

Fabrikasi dan kebolehkalasan

• Cast A890/A995 Steels menerima pengisi gred dupleks standard (ER2209, ER2594), mencapai ≥ 90% kecekapan bersama.
• Selepas penyelesaian pasca kimpalan di anneal di 1 050 ° C., zon kimpalan memulihkan keseimbangan dupleks yang ideal, memastikan sifat seragam melintasi pemutus.

Bentuk pelakon mereka membolehkan geometri kompleks -integral, Dinding nipis, dan sudut fillet -yang memerlukan pemesinan atau kimpalan yang luas jika dibuat dari plat tempa.

Faedah kos kitaran hayat

• Walaupun kos bahan mentah berjalan 20-30% lebih tinggi daripada 316 L., selang perkhidmatan yang dilanjutkan (selalunya 2-3 × lebih lama) dan mengurangkan kekerapan penggantian 10-20% Jumlah kos pemilikan yang lebih rendah 20 tahun.
• Kajian kes dalam tumbuhan penyahgaraman menunjukkan 50% Kurangnya gangguan yang tidak dirancang semasa menaik taraf dari 316 L ke Gred 3A Pam Housings.

Akibatnya, Premium awal untuk casting A890/A995 sering membayar untuk dirinya sendiri melalui downtime dan penyelenggaraan yang diminimumkan.

Fleksibiliti permohonan yang luas

• Dari badan injap proses kimia dan Blok manifold subsea ke Kapal terbalik-osmosis, Keluli pelakon ini dapat dipercaya di pH 0-14, suhu -50 ° C ke 300 ° C., dan tekanan sehingga 35 MPA.
• Rekod prestasi terbukti mereka di minyak & gas, Marin, penjanaan kuasa, dan pemprosesan perindustrian menggariskan status mereka sebagai aloi pergi untuk keadaan perkhidmatan yang paling teruk.

8. Aplikasi dan komponen biasa

Pemprosesan kimia

• Badan dan bonet injap
• Casing pam dan pendesak
• Kerang dan helai tiub haba

Minyak & Gas (Subsea dan bahagian atas)

• Blok manifold bawah tanah dan perumahan injap pokok Krismas
• Bebibir dan penyesuai Wellhead
• Kawalan-injap kawalan dan kandang penggerak

Penyahgaraman & Sistem Marin

• Perumahan membran terbalik-osmosis
• Impellers pam air laut dan cincin penyebar
• Tajuk penyejukan air dan paip dek

Peralatan yang mengandungi tekanan

• Kerang dan kepala reaktor tekanan tinggi
• Siku saluran paip, Tees, dan bebibir leher kimpalan
• Kapal tangki kriogenik dan penyesuai muncung

9. Kesimpulan

Secara ringkasnya, ASTM A890/A995 Gred 3A dan 5A Menawarkan kombinasi prestasi mekanikal dan rintangan kakisan yang menarik.

Gred 3A (Dupleks 2205 Cast) saman persekitaran sederhana yang menghakis dengan kos yang sederhana,

manakala Gred 5A (Super-Duplex 2507 Cast) menahan keadaan klorida yang paling teruk dan suhu tinggi-walaupun pada premium.

Cadangan:

1. Pilih Gred 3A Apabila tahap klorida kekal di bawah 1 M dan suhu < 100 ° C.; memanfaatkan keberkesanan kosnya untuk badan pam dan injap.
2. Pilih Gred 5A untuk perkhidmatan bawah laut atau penyahgaraman di mana pren > 40 adalah kritikal; Rintangan SCC yang unggul memastikan selang perkhidmatan yang panjang.
3. Ikuti kawalan kimpalan yang ketat dan rawatan haba pasca kimpalan untuk memelihara mikrostruktur dupleks dalam komponen pelakon.

Pilih Langhe untuk dupleks ASTM A890/A995 yang bertekanan dengan ketepatan dan super-duplex keluli tahan karat komponen.

Keupayaan Foundry Lanjutan kami dan jaminan kualiti yang ketat Pastikan kekuatan yang optimum, Rintangan kakisan, dan ketepatan dimensi untuk aplikasi yang paling menuntut anda.

Hubungi Langhe hari ini untuk membincangkan keperluan projek anda dan meminta sebut harga yang diperibadikan!