ASTM A890/A995 Casting roestvrije klas

1. Invoering

In veeleisende industriële omgevingen - variërend van offshore -platforms tot chemische verwerkingsinstallaties - moeten materialen hoge sterkte combineren, Uitstekende corrosieweerstand, en betrouwbare vervreemding.

ASTM A890/A995 Cijfers van gegoten duplex en super-duplex roestvrij staal voldoen aan deze strenge vereisten.

Dit artikel onderzoekt hun belangrijkste onderscheidingen, chemische en mechanische eigenschappen, en typische toepassingen, Ingenieurs en inkoopprofessionals uitrusten met de inzichten die nodig zijn voor optimale legeringsselectie.

2. Overzicht van ASTM A890/A995 -specificatie

ASTM A890: Gebaseerd op [Engelse eenheden] (KSI, ° F, in, enz.), het specificeert de chemische samenstelling, Mechanische eigenschappen en inspectievereisten van duplex en super-duplex roestvrijstalen gietstukken.

ASTM A995: Het is de metriek (EN) Versie van A890, wat bijna alle clausules van A890 letterlijk vertaalt, maar bekeert kracht, temperatuur, maat, enz. in metrische eenheden zoals MPA, ° C, mm, enz.

ASTM A890/A995 behandelt gietstukken gemaakt van austenitisch-ferritisch roestvrij staal. Het splitst zich in zes "A" cijfers, van 1A (lagere legering duplex) naar 6A (Super-duplex met de hoogste legering).

• Reikwijdte en toepasbaarheid: De standaard is van toepassing op componenten zoals pompbehuizingen, kleplichamen, en pijpfittingen die werken in corrosieve media.
• Duplex vs. Super-duplex classificatie:

• • Duplex staal (Cijfers 1A - 3A) Feature ~ 50/50 ferriet-austeniet microstructuren.
  • Super-duplex staal (Cijfers 4a -6a) bevatten verhoogde Mo en N om de putweerstand te verbeteren.

• Casting vs. Smeed parallellen: Elk cijfer komt overeen met smeedelijke equivalenten (Bijv., Grade 3A → UNS J92205 Cast ↔ UNS S32205 Smeeding), vereenvoudiging van materiaalvervanging.

3. Nomenclatuur & UNS -benamingen

De cryptische "NA" -benoeming van ASTM weerspiegelt stijgende legeringsinhoud en prestaties:

Cijfer	Weg ons	Bewerkte UNS	Algemene naam
1A	J93370	S31500	Duplex 2101
2A	J92220	S31803	Duplex 2202
3A	J92205	S32205	Duplex 2205
4A	J93380	S32550	Super-duplex 2509
5A	J93404	S32750	Super-duplex 2507
6A	J93380*	S32760	Super-duplex 2570

*6A deelt een soortgelijke UNS als 4A maar vereist hogere mo/n -niveaus.

Terwijl je van 1A naar 6A gaat, Elementaire toevoegingen - vooral MO en N - stabiel stabiel, Corrosiebestendigheid en sterkte stimuleren.

4. Vergelijking van chemische samenstelling

Een nauwe blik op de legeringselementen in ASTM A890/A995 -cijfers onthult hoe incrementele veranderingen in chroom, nikkel, molybdeum, en stikstofprestaties.

In het bijzonder, cijfers 3A (Duplex 2205 vorm) En 5A (Super-duplex 2507 vorm) Toon de verschuiving van standaard duplex naar super-duplex chemie.

Element	Rol	Grade 3A (J92205)	Grade 5A (J93404)
Cr	Primaire corrosiebarrière	24.0–26.0 gew. %	24.0–26.0 gew. %
In	Austeniet stabilisator; taaiheid	4.5–6,5 gew. %	6.0–8.0 gew. %
Mo	Put-/spleetweerstand versterker	2.5–3.5 WT %	3.0–5.0 WT %
N	Kracht en putweerstand Booster	0.10–0,20 gew. %	0.24–0.32 WT %
Mn	Deoxidizer; Kostenverminderer	≤ 1.5 WT %	≤ 1.5 WT %
En	Deoxidatie- en vloeibaarheidhulp	≤ 1.0 WT %	≤ 1.0 WT %
C	Kracht maar carbide risico	≤ 0.04 WT %	≤ 0.03 WT %
P, S	Onzuiverheidslimieten	P ≤ 0.04 WT %, S ≤ 0.03 WT %	P ≤ 0.04 WT %, S ≤ 0.03 WT %

Opmerking: Alle cijfers in gewichtspercentage.

Kostenimpact van legeringselementen

Eindelijk, terwijl molybdeen en stikstof de prestaties aanzienlijk vergroten, Ze verhogen ook ruwe materiaalkosten:

• Molybdeum verkoopt voor $25–35/kg versus $5–8/kg voor nikkel. A 1 WT % Verhoging van het MO -gehalte voegt ongeveer toe $0.25–0.35 per kilogram legering.
• Stikstof is zuiniger in de productie van legering, maar vereist hogedruklaading, het vergroten van de verwerkingscomplexiteit.

5. Mechanische eigenschappen

Overgang van chemische make-up naar in-service prestaties, Mechanische eigenschappen Bepaal hoe A890/A995 castcijfers bestand zijn tegen ladingen, gevolgen, en vervorming.

In het bijzonder, Cijfers 3A (Duplex 2205) En 5A (Super-duplex 2507) leveren aanzienlijke sterkteverbeteringen ten opzichte van conventionele austenitische roestvrij staal, Met behoud van voldoende taaiheid voor dynamische omgevingen.

Eigendom	Grade 3A (J92205)	Grade 5A (J93404)	300-Serie Austenitic (bijv. 316L)
Treksterkte	≥ 655 MPA (95 KSI)	≥ 795 MPA (115 KSI)	~ 485 MPA (70 KSI)
Levert kracht op (0.2%)	≥ 450 MPA (65 KSI)	≥ 550 MPA (80 KSI)	~ 170 MPA (25 KSI)
Verlenging	≥ 25 %	≥ 15 %	≥ 40 %
Hardheid (HRC)	≤ 25	≤ 32	≤ 22
Charpy impact (–50 ° C)	≥ 40 J	≥ 40 J	≥ 20 J

Sterkte en stijfheid

Eerst, Zowel duplex- als super-duplex-cijfers hebben een opscheppen treksterkten ten minste 1.3–1.6 × hoger dan 316L.

Vervolgens, Ontwerpers exploiteren dunnere muren of lichtere assemblages zonder op te offeren..

Bovendien, levert kracht op—De stress waarbij permanente vervorming begint - verschijnt van ~ 170 MPa in 316l tot 450 MPA In klas 3a, En 550 MPA In klas 5a, Bieden van robuuste weerstand tegen kruip en plastic stroming.

Ductiliteit en taaiheid

Ondanks hun hoge kracht, Deze duplexlegeringen behouden voldoende verlenging (≥ 15-25 %). Daarentegen, Veel staalsoorten met hoge sterkte lijden hieronder ductiliteit 10 %.

Verder, Charpy v-notaky tests op –50 ° C Bevestig impact -energieën ≥ 40 J, die aangeeft dat beide cijfers de brosse breuk weerstaan, zelfs in service onder nul.

Hardheid en slijtvastheid

Volgende, A 25 HRC cap op klas 3a en 32 HRC Op Grade 5a Balans hardheid met machiniteit en lasbaarheid.

Door vergelijking, Volledig gehard gereedschapsstaals worden hierboven uitgevoerd 55 HRC maar missen corrosieweerstand. In de praktijk, deze hardheidsniveaus vertalen zich naar Verbeterde slijtvastheid, het verlagen van de slijtagentarieven tot maximaal 50 % versus 316L in slurry-erosie-tests.

6. Corrosieweerstand

Duplex en super-duplex staalpresteren beter dan Austenitics in agressieve media:

Algemene corrosie:

In 3% HCl bij 50 ° C, Grade 3a corrodeert bij < 0.05 mm/jaar, vergeleken met ≈ 0.2 mm/jaar voor 316 Ss (ASTM G31).

Putje & Spleetweerstand:

• • Grade 3A (Hout ~ 32) verzet zich op putjes in chloridegehalte tot 1 M bij 25 ° C.
  • Grade 5A (Hout >40) weerstaan > 3 M chloride onder vergelijkbare omstandigheden (ASTM G48).

Stress-corrosie kraken:

Duplex microstructuren - vooral in 5A - bieden een hoge weerstand tegen chloride SCC, het toestaan ​​van veilige werking tot 150 ° C.

7. Voordelen van ASTM A890/A995 Cast Duplex en Super-Duplex Steels

ASTM A890/A995 Cast Graden levert een dwingende combinatie van eigenschappen die hen onderscheiden van conventionele roestvrijstalen staal.

Hoge sterkte-gewichtsverhouding

• Treksterkte klimt naar 795 MPA in klas 5a en 655 MPA in klas 3a - goed 1.6× dat van 316 L austenitisch roestvrij (≈ 485 MPA).
• Levert kracht op reiken 550 MPA (5A) versus alleen 170 MPA voor 316 L, waardoor ontwerpers muurdiktes kunnen verminderen tot maximaal 30% met behoud van het equivalent laadvermogen.

Op grond van deze kracht boost, gegoten duplexcomponenten wegen minder, maar weerstaan ​​hogere interne druk - transleren in lichtere pompen, kleppen, en fittingen die de veiligheid niet in gevaar brengen.

Superieure corrosie- en erosiebestendigheid

• Pitting Resistance Equivalent Number (Hout) overtreffen 40 in klas 5a en zit rond 32 In klas 3a, vergeleken met 20 voor 316 L.
• In ASTM G48 Pitting -tests, Super-duplex gietstukken weerstaan ​​de chloride niveaus hierboven 3 M bij 25 ° C Zonder penetratie, terwijl 316 L faalt bij 0.5 M.

Bovendien, Duplex-microstructuren leveren verbeterde erosie-corrosieweerstand: Slurry-erosion Trials Record 25–40% lager massaverlies versus 316 L, A890/A995 ideaal maken voor het afhandelen van schurende processtromen.

Uitstekende stress-corrosie Cracking Resistance

• Duplexlegeringen behouden een evenwichtige 50/50 ferriet-austenietmix die SCC-initiatie en verspreiding belemmert.
• Veldervaring toont nul stress-corrosie krakende incidenten in offshore spruitstukblokken (Grade 5A) over 10 jaar van service in H₂s-Rich omgevingen.

Deze betrouwbaarheid onder trekbelasting en corrosieve aanval vermindert drastisch ongeplande sluitingen en onderhoudskosten.

Fabricage en lasbaarheid

• Cast A890/A995 Steels Accepteer standaard duplex-grade vulstoffen (ER2209, ER2594), het bereiken van ≥ 90% gewrichtsefficiëntie.
• Na post-lodde oplossing? 1 050 ° C, Laszones herstellen de ideale duplexbalans, Zorgen voor uniforme eigenschappen over het gieten.

Hun castvorm maakt complexe geometrieën mogelijk - integrale passages, dunne muren, en gefileerde hoeken - waarvoor uitgebreide bewerking of lassen nodig zijn als het wordt gemaakt van gesloten plaat.

Lifecycle Cost -voordelen

• Hoewel ruwe materiaalkosten lopen 20–30% hoger dan 316 L, Uitgebreide service -intervallen (vaak 2–3 × langer) en verminderde vervangingsfrequentie leveren 10–20% lagere totale eigendomskosten over 20 jaar.
• Case studies in ontziltingsinstallaties geven aan 50% minder ongeplande storingen bij het upgraden van 316 L naar graad 3a pompbehuizingen.

Vervolgens, De initiële premie voor A890/A995 -castings betaalt zichzelf vaak voor door geminimaliseerde downtime en onderhoud.

Brede veelzijdigheid

• Van Chemisch-process kleplichamen En onderzeese spruitstukblokken naar omgekeerde osmose-schepen, Deze gegoten staals werken betrouwbaar over pH 0–14, temperaturen –50 ° C tot 300 ° C, en druk op tot 35 MPA.
• Hun bewezen staat van dienst in olie & gas, marien, stroomopwekking, En industriële verwerking onderstreept hun status als go-to-legeringen voor de zwaarste servicecondities.

8. Toepassingen en typische componenten

Chemische verwerking

• Kleplichamen en motorkappen
• Pomp omhulsels en waaiers
• Warmte-uitdagende schelpen en buisbladen

Olie & Gas (Onderzees en bovenkant)

• Onderzeese verdeelstukblokken en kerstboomklepbehuizingen
• Wellhead flenzen en adapters
• Control-kleppen versieringen en actuator behuizingen

Ontzetting & Mariene systemen

• Omgekeerde osmosis membraanbehuizingen
• Zeerpomp Impellers en diffuserringen
• Koelwater headers en dekpijpen

Drukbevattende apparatuur

• Hogedrukreactorschalen en koppen
• Pijpleiding ellebogen, T -stukken, en lashalsflenzen
• Cryogene tankvoeringen en mondstukadapters

9. Conclusie

Samenvattend, ASTM A890/A995 cijfers 3A en 5A Bied een dwingende combinatie van mechanische prestaties en corrosieweerstand aan.

Grade 3A (Duplex 2205 vorm) Pakken matig corrosieve omgevingen tegen gematigde kosten,

terwijl Grade 5A (Super-duplex 2507 vorm) tegen de zwaarste chloride- en hoge temperatuuromstandigheden weerstaan-zij het op een premium.

Aanbevelingen:

1. Selecteer Grade 3A Wanneer de chloridegehalte hieronder blijft 1 M en temperatuur < 100 ° C; Maak gebruik van zijn kosteneffectiviteit voor pomp- en kleplichamen.
2. Kies Grade 5A voor onderzees of ontziltingsdienst waar Pren > 40 is kritisch; De superieure SCC -weerstand zorgt voor lange service -intervallen.
3. Volg strikte lascontroles en post-lag warmtebehandelingen om duplex-microstructuren in gegoten componenten te behouden.

Kiezen LangHe Voor uw precisie-ontwikkelde ASTM A890/A995 Cast Duplex en Super-Duplex roestvrij staal componenten.

Onze geavanceerde gieterijmogelijkheden en rigoureuze kwaliteitsborging zorgen voor een optimale sterkte, corrosieweerstand, en dimensionale nauwkeurigheid voor uw meest veeleisende toepassingen.

Neem contact op met Langhe Vandaag om uw projectvereisten te bespreken en een gepersonaliseerde offerte aan te vragen!