Keluli tahan karat cf3m -juga dikenali dengan penamaannya En-js 316lm (1.4408) dan bersamaan ASTM A351 CF3M-Dists sebagai bahan asas dalam casting tahan kakisan.
Direkayasa untuk menuntut persekitaran, CF3M menggabungkan ketangguhan keluli tahan karat austenit dengan fleksibiliti besi tuang.
Dalam artikel ini, Kami meneroka kimianya, Mikrostruktur, tingkah laku kakisan, prestasi mekanikal, Amalan Foundry, Protokol kimpalan, aplikasi, dan bagaimana ia dibandingkan dengan bahan alternatif.
1. Pengenalan
SA-351 CF3M keluli tahan karat tergolong dalam keluarga keluli tahan karat austenit, dibangunkan pada pertengahan abad ke-20 untuk memperluaskan rintangan kakisan tahan karat 300 siri ke dalam komponen pelakon.
Sedangkan 316L Stainless menguasai aplikasi paip dan lembaran, CF3M menyesuaikan karbon rendah yang sama, Kimia yang mengandungi molibdenum ke casting-ideal untuk bentuk kompleks seperti perumahan pam dan badan injap.
Tidak seperti besi kelabu atau gred cast 304L (CF8), CF3M Menentang Pitting dan Crevice Corrosion dalam Media Kaya Klorida, Merapatkan jurang prestasi antara besi tuang dan keluli aloi tinggi.
2. Komposisi kimia & Mikrostruktur
| Elemen | Julat (% wt) | Tujuan |
|---|---|---|
| Karbon (C) | ≤ 0.03 | Menghalang pemendakan karbida kromium |
| Chromium (Cr) | 16.0 - 18.0 | Membentuk lapisan oksida pasif; penghalang kakisan utama |
| Nikel (Dalam) | 10.0 - 14.0 | Menstabilkan matriks austenitik; meningkatkan ketangguhan |
| Molybdenum (Mo) | 2.0 - 3.0 | Meningkatkan rintangan pitting dan menaikkan pren kepada ≈ 25 |
| Mangan (Mn) | ≤ 2.0 | Meningkatkan kekuatan panas; Mengatasi sulfur |
| Silikon (Dan) | ≤ 1.0 | Bertindak sebagai deoxidizer; Meningkatkan ketidakstabilan |
| Fosforus (P) | ≤ 0.045 | Meminimumkan pelindung |
| Sulfur (S) | ≤ 0.03 | Disimpan rendah untuk mengelakkan keretakan yang didorong oleh inklusi |
CF3M menguatkan ke dalam a Matriks Austenitic Sepenuhnya pada suhu bilik, mengelakkan ferit, Fasa Sigma, atau karbida kromium apabila dirawat dengan betul.
The karbon rendah kandungan (≤ 0.03%) dan Molybdenum Penambahan berfungsi bersama untuk menghalang pembentukan kromium karbida di sepanjang sempadan bijian,
Memelihara rintangan kakisan intergranular walaupun selepas kimpalan.
3. Rintangan kakisan
CF3M mempamerkan prestasi cemerlang dalam media agresif:
- Kakisan Umum: Kadar serendah 0.05 mm/tahun dalam air yang boleh diminum dan 0.1 mm/tahun di air laut di 25 ° C.
- Pitting/Crevice Corrosion: Kayu ≈ 25 (Ambil = %cr + 3.3×%mo + 16×%n) memberikan operasi sehingga sehingga 1 % penyelesaian klorida pada suhu ambien
- Rintangan asid: Lebih tinggi daripada CF8 (304L Cast) dalam asid sulfur dan fosforik kerana kandungan MO
- Marin & Luar pesisir: Menahan pendedahan semburan garam berterusan dengan penurunan berat badan yang minimum (< 0.02 g/m² · hari dalam ujian ASTM B117)
4. Ciri -ciri mekanikal dan fizikal keluli tahan karat CF3m
Sifat mekanikal
Pada suhu bilik, CF3M menyampaikan:
| Harta benda | Nilai |
|---|---|
| Kekuatan tegangan (UTS) | 515 - 620 MPA |
| Kekuatan hasil (0.2% mengimbangi) | 205 - 275 MPA |
| Pemanjangan pada patah | ≥ 35 % |
| Kekerasan Brinell (Hbw) | 180 - 230 |
| Impak Charpy (Rt) | ≥ 80 J |
| Had keletihan (10⁷ kitaran) | ~ 240 MPA |
Sifat fizikal
| Harta benda | Nilai |
|---|---|
| Ketumpatan | ~ 7.98 g/cm³ |
| Kekonduksian terma (20° C.) | ~ 14.6 w/m · k |
| Pengembangan haba (20-100 ° C.) | 16.0-17.5 μm/m · k |
| Kapasiti haba tertentu (20° C.) | ~ 500 J/kg · k |
| Resistiviti elektrik (20° C.) | ~ 0.74 μΩ · m |
| Modulus Young (Modulus elastik) | ~ 193 GPA |
| Kebolehtelapan magnet relatif | ~ 1.0-1.05 |
| Julat lebur | 1370-1400 ° C. |
| Kadar pengecutan | ~ 1.5-2.0% |
5. Kesesuaian pemutus untuk keluli tahan karat CF3m
CF3M keluli tahan karat, varian karbon rendah dari 316 aloi pelakon tahan karat, mempamerkan ciri-ciri pemutus yang menggalakkan yang menyokong penggunaannya yang meluas dalam tahan kakisan, Komponen integriti tinggi.
Atribut kesesuaian utama:
- Ketidakstabilan yang baik: Dengan suhu menuangkan biasanya antara 1550-1600 ° C., Cf3m menunjukkan ketidakstabilan yang mencukupi untuk diisi Geometri acuan yang rumit dan bahagian dinding nipis (>3-5 mm).
Kehadiran nikel dan molibdenum terus menyokong kestabilan mencairkan dan prestasi pengisian acuan. - Pengecutan sederhana (~ 1.5-2.0%): CF3M mempamerkan pengecutan pemejalan yang boleh diramalkan, membenarkan pampasan yang berkesan melalui elaun corak, Reka bentuk riser, dan penggunaan lengan eksotermik.
Tingkah laku pengecutannya boleh dimodelkan dan diuruskan menggunakan alat simulasi terma moden. - Kecenderungan retak panas yang rendah: Struktur austenit sepenuhnya CF3m, digabungkan dengan kandungan karbonnya yang rendah (≤ 0.03%),
menghasilkan retak pemejalan minimum, walaupun dalam casting geometri yang terkawal atau tebal. - KEBERKESANAN KECUALI: Cast CF3M boleh diperbaiki kimpalan menggunakan logam pengisi austenit standard seperti ER316L.
Kandungan Karbon Rendah Mengehadkan Pemendakan Karbida Semasa Kimpalan, meminimumkan risiko kakisan intergranular.
Penyelesaian Penyelesaian Pasca Kimpalan sering digunakan untuk memulihkan rintangan kakisan penuh. - Kesesuaian untuk rawatan haba: CF3m bertindak balas dengan baik Penyelesaian Penyepuh (1040-1100 ° C.) dan pelindapkejutan,
yang homogenkan struktur mikro, Larutkan karbida sisa, dan memaksimumkan rintangan kakisan.
Rawatan Tekanan Relefief juga boleh digunakan untuk mengurangkan tekanan sisa di coran besar.
Kaedah pemutus yang sesuai:
CF3M menyesuaikan diri dengan pelbagai kaedah pemutus, masing -masing menawarkan kelebihan yang berbeza:
| Kaedah | Kekuatan | Toleransi tipikal & Selesai |
|---|---|---|
| Pemutus pasir | Kos efektif untuk besar, bentuk mudah | ± 0.5 % linear, RA 6-12 μm |
| Cetakan shell | Toleransi yang ketat, perincian halus | ± 0.3 % linear, RA 3-6 μm |
| Pelaburan Pelaburan | Geometri kompleks, Dinding nipis (<2 mm) | ± 0.2 % linear, Ra <3 μm |
| Pemutus Centrifugal | Ketumpatan tinggi, keliangan minimum di bahagian tiub | ± 0.4 % linear, RA 6-10 μm |
6. Kimpalan & Rawatan haba keluli tahan karat CF3m
Keluli tahan karat CF3m diiktiraf secara meluas kerana kebolehkesanan dan tindak balasnya yang sangat baik terhadap rawatan haba.
Ciri -ciri ini memastikan integriti struktur, Rintangan kakisan, dan prestasi mekanikal dalam fabrikasi dan perkhidmatan pasca-casting.
Kebolehkalasan CF3m
Salah satu kekuatan CF3m terletak pada yang sangat baik kebolehkalasan, terutamanya apabila dibandingkan dengan keluli tahan karat karbon atau ferit yang tinggi.
Kandungan karbon rendah (≤ 0.03%) mengurangkan risiko pemendakan karbida kromium, fenomena yang menyebabkan kakisan intergranular di zon yang terkena haba (HAZ).
Ciri -ciri kimpalan utama:
- Memanaskan: Tidak biasanya diperlukan kerana struktur austenitik, walaupun dipanaskan (~ 100-150 ° C.) boleh digunakan untuk bahagian tebal untuk mengurangkan kecerunan terma.
- Logam pengisi: Penggunaan pengisi yang sepadan atau sedikit terlalu banyak seperti ER316L atau ER317L disyorkan untuk mengekalkan rintangan kakisan dan kemuluran.
- Kawalan input haba: Input haba terkawal adalah penting untuk mengelakkan keretakan panas dan memastikan pembentukan delta-ferrit yang minimum (Biasanya 3-10% wajar).
- Pembersihan pasca kimpalan: Pickling atau Passivation dinasihatkan untuk memulihkan rintangan kakisan di permukaan kimpalan.
Rawatan haba pasca kimpalan (Pwht)
Walaupun karbon rendah CF3m mengurangkan risiko pemekaan, Aplikasi tertentu-terutamanya yang dalam persekitaran kimia yang agresif atau memerlukan rintangan kakisan maksimum-mungkin mendapat manfaat dari pasca kimpalan rawatan haba.
Penyelesaian Penyepuh:
- Julat suhu: 1040-1100 ° C. (1900-2010 ° F.)
- Tujuan: Melarutkan sebarang karbida yang kaya dengan kromium yang terbentuk semasa kimpalan dan mengembalikan struktur mikro austenit penuh
- Pelindapkejutan: Air cepat atau pelindapkejutan udara adalah penting untuk mengelakkan pemekaan dan pembentukan fasa sigma
Tekanan melegakan (Apabila Penyelesaian Penyepuh tidak boleh dilaksanakan):
- Julat suhu: 300-400 ° C.
- Kesan: Mengurangkan tekanan sisa tanpa mengubah rintangan kakisan yang ketara
- Batasan: Tidak membubarkan karbida atau pemekaan terbalik
7. Aplikasi utama keluli tahan karat CF3m
Peralatan proses kimia
- Pam: Keluli tahan karat CF3m sesuai untuk pam yang digunakan dalam pengangkutan cecair menghakis, terutamanya dalam aplikasi yang melibatkan penyelesaian berasid atau alkali.
- Injap: Digunakan dalam pemprosesan kimia dan industri farmaseutikal, CF3m memberikan ketahanan dan ketahanan terhadap kakisan di bawah keadaan tekanan tinggi dan suhu tinggi.
- Penukar haba: Rintangan kakisan yang sangat baik dan kestabilan suhu tinggi menjadikan CF3m menjadi bahan yang ideal untuk penukar haba yang mengendalikan media yang agresif.
- Kapal Reaktor: Untuk reaktor memproses bahan kimia yang menghakis, CF3M memberikan ketahanan jangka panjang dan meminimumkan kos penyelenggaraan.
Aplikasi marin dan luar pesisir
- Platform luar pesisir: Digunakan dalam komponen struktur dan sistem paip yang terdedah kepada air laut dan atmosfera laut.
- Marin Perkakasan: Injap, pam, dan komponen lain yang memerlukan ketahanan kakisan yang tinggi untuk menahan pendedahan berterusan terhadap keadaan garam.
- Pembuatan kapal: Bahagian kritikal seperti kemudi, aci kipas, dan komponen badan mendapat manfaat daripada keupayaan CF3m untuk menentang kakisan air laut dan mengekalkan integriti di bawah tekanan mekanikal.
Komponen industri makanan dan farmaseutikal
- Peralatan pemprosesan makanan: CF3m digunakan dalam peralatan yang mengendalikan agen pembersihan yang agresif dan suhu yang melampau, seperti tangki pencampuran, saluran paip, dan injap.
- Pengeluaran Farmaseutikal: CF3m digunakan secara meluas dalam pembuatan komponen seperti reaktor dan pengadun, Di mana persekitaran bebas pencemaran diperlukan.
- Pembotolan dan pembungkusan: Bahagian dalam barisan pengeluaran minuman, seperti muncung dan kelengkapan, mendapat manfaat daripada ketahanan CF3M terhadap penyelesaian berasid dan alkali.
Penjanaan kuasa & Industri berat
- Sistem paip Dalam loji kuasa suhu tinggi yang mengendalikan stim dan cecair kimia.
- Kapal tekanan dan bahagian turbin yang memerlukan penentangan terhadap suhu tinggi, Berbasikal Thermal, dan media yang menghakis.
- Penukar haba Di loji kuasa berurusan dengan gas panas atau air penyejuk yang mungkin mengandungi bahan cemar yang agresif.
Industri minyak dan gas
- Peralatan Downhole: CF3m digunakan dalam komponen seperti kepala telaga, injap, dan tiub yang memerlukan rintangan yang luar biasa terhadap kakisan dan haus semasa pengekstrakan minyak.
- Sistem saluran paip: Prestasi cemerlang dalam kedua -duanya manis dan masam Persekitaran menjadikannya sesuai untuk saluran paip minyak dan gas tekanan tinggi.
- Peralatan penapisan: CF3m biasanya digunakan dalam penukar haba, reaktor, dan unit retak dalam kilang penapis yang memproses gas masam dan bahan -bahan lain yang menghakis.
Aplikasi kritikal lain
- Kapal tekanan dan reaktor: Rintangan CF3m terhadap tegasan kakisan dan kekuatan tegangan yang sangat baik menjadikannya sesuai untuk aplikasi tekanan tinggi seperti dalam reaktor kimia atau kapal suhu tinggi.
- Komponen turbin dan pemampat: Rintangan mereka terhadap pengoksidaan pada suhu tinggi memastikan kebolehpercayaan dalam turbin dan pemampat di industri aeroangkasa dan penjanaan kuasa.
8. Piawaian, Setara & Spesifikasi
| Badan standard | Penetapan | Setara |
|---|---|---|
| Dalam | En-js 316lm / 1.4408 | - |
| ASTM | A351 CF3M | - |
| ISO | ISO 1083 En-gjn-316lm | - |
| Dia | SUH316LM | SUS316L (tempa) |
| Norsok | Dari 17460 GG-316LM | - |
Spesifikasi pembelian biasa memanggil ASTM A351 CF3M Casting dengan pemeriksaan radiografi, had kekerasan 200 HB Max, dan pengesahan PMI kandungan MO.
9. Perbandingan keluli tahan karat CF3m dengan bahan alternatif
| Harta benda / Bahan | CF3m (316L Cast) | CF8m (316 Cast) | CF3 (304L Cast) | CF8C (317 Cast) | 316L. (Tempa) |
|---|---|---|---|---|---|
| Kandungan karbon (maks, %) | 0.03 | 0.08 | 0.03 | 0.08 | 0.03 |
| Kandungan Molybdenum (%) | 2-3 | 2-3 | Tiada | 3-4 | 2-3 |
| Pitting Rintangan (Kayu) | ~ 25 | ~ 25 | ~ 18 | ~ 30 | ~ 25-27 |
| Rintangan klorida | Tinggi | Sederhana -tinggi | Rendah sederhana | Sangat tinggi | Tinggi |
| Risiko kakisan intergranular | Sangat rendah | Sederhana | Rendah | Sederhana | Sangat rendah |
| Kekuatan tegangan (MPA) | ~ 485-620 | ~ 485-620 | ~ 450-600 | >600 | 515-690 |
| Kekuatan hasil (MPA) | ~ 170-300 | ~ 170-300 | ~ 170-275 | >300 | 205-310 |
| Pemanjangan (%) | ≥25 | ≥25 | ≥30 | 20-25 | ≥40 |
| Kebolehkalasan | Cemerlang | Baik | Cemerlang | Sederhana | Cemerlang |
| Rintangan Temp Tinggi | Sederhana | Sederhana | Rendah | Tinggi | Baik |
| Kebolehan | Cemerlang | Cemerlang | Cemerlang | Sederhana | Tidak berkenaan |
| Kebolehkerjaan | Sederhana | Sederhana | Baik | Sederhana | Baik |
| Kemasan Permukaan (seperti yang dibekalkan) | Kasar (as-cast) | Kasar | Kasar | Kasar | Licin (dilancarkan) |
| Tahap kos | Sederhana | Sederhana | Rendah | Tinggi | Sederhana -tinggi |
| Kes penggunaan biasa | Pam kimia, injap, Pharma, Marin | Perindustrian Umum dan Marin | Makanan, bahan kimia ringan | Bahan kimia yang agresif, Perkhidmatan Temp Tinggi | Tangki ketepatan, paip, seni bina |
10. Kesimpulan
Keluli tahan karat cf3m berdiri di barisan hadapan aloi tahan karat,
berkahwin dengan rintangan kakisan yang setara dengan 316L, sifat mekanikal yang teguh, dan fleksibiliti komponen membuang.
Apabila permintaan perindustrian meningkat, CF3M membolehkan jurutera merancang kompleks,
komponen kos efektif yang menahan bahan kimia yang paling teruk, Marin, dan persekitaran pemprosesan.
Dengan mematuhi amalan terbaik dalam kawalan kimia, Pemprosesan Foundry, dan rawatan haba pasca kimpalan,
Pengilang membuka kunci Potensi CF3m, memastikan umur panjang, kebolehpercayaan, dan nilai kitaran hayat.
Langhe adalah pilihan yang sesuai untuk keperluan pembuatan anda jika anda memerlukan berkualiti tinggi Casting Steel Stainless.
