Roestvrij staal CF3M - ook bekend onder zijn EN -aanduiding EN-JS 316LM (1.4408) en ASTM -equivalent A351 CF3M-Staat als een hoeksteenmateriaal in corrosiebestendige gietstukken.
Ontwikkeld voor veeleisende omgevingen, CF3M combineert de taaiheid van Austenitic Stainless Steel met de veelzijdigheid van Cast Iron.
In dit artikel, We verkennen de chemie, microstructuur, corrosiegedrag, mechanische prestaties, gieterijpraktijken, lasprotocollen, toepassingen, en hoe het zich verhoudt tot alternatieve materialen.
1. Invoering
SA-351 CF3M roestvrij staal behoort tot de familie van Austenitic gegoten roestvrij staal, Ontwikkeld in het midden van de 20e eeuw om 300-serie roestvrije corrosieweerstand uit te breiden tot castcomponenten.
Terwijl verval 316l roestvrije pijp- en bladtoepassingen domineert, CF3M past dezelfde koolstofarme, Molybdeen-dragende chemie tot gietstukken-ideaal voor complexe vormen zoals pompbehuizingen en kleplichamen.
In tegenstelling tot grijs ijzer of 304l cast cijfers (CF8), CF3M is bestand tegen putten en spleetcorrosie in chloride-rijke media, Het overbruggen van de prestatiekloof tussen gietijzer en staal met hoge legering.
2. Chemische samenstelling & Microstructuur
| Element | Bereik (% WT) | Doel |
|---|---|---|
| Koolstof (C) | ≤ 0.03 | Voorkomt een neerslag van chroomcarbide |
| Chroom (Cr) | 16.0 - 18.0 | Vormt een passieve oxidelaag; Primaire corrosiebarrière |
| Nikkel (In) | 10.0 - 14.0 | Stabiliseert de austenitische matrix; verbetert de taaiheid |
| Molybdeum (Mo) | 2.0 - 3.0 | Verhoogt de putweerstand en verhoogt Pren tot ≈ 25 |
| Mangaan (Mn) | ≤ 2.0 | Verbetert de hete kracht; Gaan zwavel tegen |
| Silicium (En) | ≤ 1.0 | Fungeert als een deoxidizer; verbetert de vloeibaarheid |
| Fosfor (P) | ≤ 0.045 | Minimaliseert brosheid |
| Zwavel (S) | ≤ 0.03 | Laag gehouden om inclusie gedreven kraken te voorkomen |
CF3M stolt in een Volledig austenitische matrix bij kamertemperatuur, Ferriet vermijden, Sigma -fase, of chroomcarbiden wanneer goed met warmte behandeld.
De lage koolstof inhoud (≤ 0.03%) En molybdeum Toevoegingen werken samen om de vorming van chroomcarbide langs korrelgrenzen te remmen,
Het behoud van intergranulaire corrosieweerstand, zelfs na het lassen.
3. Corrosieweerstand
CF3M vertoont uitstekende prestaties in agressieve media:
- Algemene corrosie: Percentages zo laag als 0.05 mm/jr in drinkwater en 0.1 mm/jr in zeewater bij 25 ° C
- Pitting/spleetcorrosie: Hout ≈ 25 (Take = %Cr + 3.3×%MO + 16×%n) biedt operatie in maximaal 1 % Chloride -oplossingen bij omgevingstemperaturen
- Zuurweerstand: Superieur aan CF8 (304L Cast) In zwavelische en fosforzuren als gevolg van MO -gehalte
- Mariene & Offshore: Bestand tegen continue blootstelling aan zoutspray met minimaal gewichtsverlies (< 0.02 G/m² · Dag in ASTM B117 -tests)
4. Mechanische en fysische eigenschappen van CF3M roestvrij staal
Mechanische eigenschappen
Bij kamertemperatuur, CF3M levert:
| Eigendom | Waarde |
|---|---|
| Treksterkte (UTS) | 515 - 620 MPA |
| Levert kracht op (0.2% verbijstering) | 205 - 275 MPA |
| Rek bij breuk | ≥ 35 % |
| Brinell Hardheid (HBW) | 180 - 230 |
| Charpy impact (RT) | ≥ 80 J |
| Vermoeidheidslimiet (10⁷ Cycli) | ~ 240 MPA |
Fysieke eigenschappen
| Eigendom | Waarde |
|---|---|
| Dikte | ~ 7,98 g/cm³ |
| Thermische geleidbaarheid (20° C) | ~ 14,6 w/m · k |
| Thermische expansie (20–100 ° C) | 16.0–17,5 µm/m · k |
| Specifieke warmtecapaciteit (20° C) | ~ 500 J/kg · K |
| Elektrische weerstand (20° C) | ~ 0,74 µω · m |
| Young's Modulus (Elastische modulus) | ~ 193 GPA |
| Relatieve magnetische permeabiliteit | ~ 1.0–1.05 |
| Smeltbereik | 1370–1400 ° C |
| Krimppercentage gieten | ~ 1,5-2,0% |
5. Gast geschiktheid voor roestvrijstalen CF3M
CF3M roestvrij staal, een koolstofarme variant van 316 roestvrijstalen castlegeringen, vertoont gunstige gietkarakteristieken die het wijdverbreide gebruik ervan ondersteunen in corrosiebestendig, Hoge-integriteitscomponenten.
Belangrijkste geschiktheidskenmerken:
- Goede vloeibaarheid: Met een stroomtemperatuur typisch tussen 1550–1600 ° C, CF3M vertoont voldoende vloeibaarheid om te vullen ingewikkelde schimmelgeometrieën En dunne muur secties (>3–5 mm).
De aanwezigheid van nikkel en molybdeen ondersteunt verder de smeltstabiliteit en vullende prestaties. - Matige krimp (~ 1,5-2,0%): CF3M vertoont voorspelbare stollingskrimp, waardoor een effectieve compensatie mogelijk is Patroontoeslagen, Riser Design, en het gebruik van exotherme mouwen.
Het krimpgedrag kan worden gemodelleerd en beheerd met behulp van moderne thermische simulatietools. - Lage hot cracking neiging: De volledig austenitische structuur van CF3M, gecombineerd met het lage koolstofgehalte (≤ 0.03%),
resulteert in minimale stolling barsten, Zelfs in geometrisch beperkte of sectioneel dikke gietstukken. - Uitstekende lasbaarheid: Cast cf3m kan worden gerepareerd met las met standaard austenitische vulmetalen zoals ER316L.
Het lage koolstofgehalte beperkt carbide -neerslag tijdens het lassen, het minimaliseren van het risico op intergranulaire corrosie.
Gloeien na de leloplossing wordt vaak toegepast om volledige corrosieweerstand te herstellen. - Aanpassingsvermogen aan warmtebehandeling: CF3M reageert goed op Verlichting van oplossing (1040–1100 ° C) En blussen,
die de microstructuur homogeniseren, Los resterende carbiden op, en maximaliseer de corrosieweerstand.
Behandelingen voor stress-reliëf kan ook worden gebruikt om restspanningen in grote gietstukken te verminderen.
Geschikte gietmethoden:
CF3M past zich goed aan aan meerdere gietmethoden, Elk aanbiedt duidelijke voordelen:
| Methode | Sterke punten | Typische toleranties & Finish |
|---|---|---|
| Zandgieten | Kosteneffectief voor groot, eenvoudige vormen | ± 0,5 % lineair, RA 6–12 µm |
| Shell -vorming | Strakke toleranties, Fijne details | ± 0,3 % lineair, RA 3-6 µm |
| Investeringsuitgifte | Complexe geometrieën, dunne muren (<2 mm) | ± 0,2 % lineair, Ra <3 µm |
| Centrifugaal gieten | Hoge dichtheid, Minimale porositeit in buisvormige delen | ± 0,4 % lineair, RA 6-10 µm |
6. Las & Warmtebehandeling van roestvrijstalen CF3M
Roestvrij staal CF3M wordt algemeen erkend vanwege de uitstekende lasbaarheid en respons op warmtebehandeling.
Deze eigenschappen zorgen voor structurele integriteit, corrosieweerstand, en mechanische prestaties in post-casting fabricage en service.
Lasbaarheid van CF3M
Een van de sterke punten van CF3M ligt in zijn uitstekende lasbaarheid, vooral in vergelijking met koolstofarme of ferritische roestvrij staal.
Het lage koolstofgehalte (≤ 0.03%) vermindert het risico op neerslag van chroomcarbide aanzienlijk, Een fenomeen dat intergranulaire corrosie veroorzaakt in de door warmte getroffen zone (Hazel).
Belangrijke laskenmerken:
- Voorverwarming: Meestal niet vereist vanwege de austenitische structuur, Hoewel voorverwarming (~ 100–150 ° C) kan worden gebruikt voor dikke secties om thermische gradiënten te verminderen.
- Vulmetaal: Gebruik van bijpassende of enigszins overdreven vulstoffen zoals ER316L of ER317L wordt aanbevolen om corrosieweerstand en ductiliteit te handhaven.
- Warmte -invoerregeling: Gecontroleerde warmte-invoer is essentieel om hete kraken te voorkomen en te zorgen voor minimale delta-ferrietvorming (meestal 3-10% wenselijk).
- Post-loding schoonmaak: Beitsen of passivering wordt geadviseerd om de corrosieweerstand op het lasoppervlak te herstellen.
Behandeling na de lever (PWHT)
Terwijl de lage koolstof met CF3M het sensibilisatierisico vermindert, Bepaalde toepassingen-met name die in agressieve chemische omgevingen of die maximale corrosieweerstand vereisen-kunnen profiteren van post-lag warmtebehandeling.
Verlichting van oplossing:
- Temperatuurbereik: 1040–1100 ° C (1900–2010 ° F)
- Doel: Lost alle chroomrijke carbiden op die zijn gevormd tijdens het lassen en herstelt de volledige Austenitische microstructuur
- Blussen: Snel water- of luchtverblijf is essentieel om sensibilisatie en sigma -fasevorming te voorkomen
Stress verlicht (Wanneer het gloeien van oplossing niet haalbaar is):
- Temperatuurbereik: 300–400 ° C
- Effect: Vermindert de resterende spanningen zonder de corrosieweerstand aanzienlijk te veranderen
- Beperking: Lost carbiden niet op of omgekeerde sensibilisatie
7. Belangrijkste toepassingen van CF3M roestvrij staal
Chemische procesapparatuur
- Pompen: CF3M roestvrij staal is ideaal voor pompen die worden gebruikt bij het transport van corrosieve vloeistoffen, met name in toepassingen met zure of alkalische oplossingen.
- Kleppen: Gebruikt in chemische verwerking en farmaceutische industrie, CF3M biedt duurzaamheid en weerstand tegen corrosie onder hoge druk- en hoge-temperatuuromstandigheden.
- Warmtewisselaars: De uitstekende corrosieweerstand en stabiliteit op hoge temperatuur maken CF3M een ideaal materiaal voor warmtewisselaars die agressieve media hanteren.
- Reactorschepen: Voor het verwerken van corrosieve chemicaliën van reactoren, CF3M biedt duurzaamheid op lange termijn en minimaliseert onderhoudskosten.
Marine- en offshore -toepassingen
- Offshore platforms: Gebruikt in structurele componenten en leidingsystemen blootgesteld aan zeewater- en mariene atmosferen.
- Mariene hardware: Kleppen, pompen, en andere componenten die een hoge corrosieweerstand vereisen om continue blootstelling aan zoutoplossing te weerstaan.
- Scheepsbouw: Kritieke delen zoals roeren, Propeller -schachten, en rompcomponenten profiteren van het vermogen van CF3M om zeewatercorrosie te weerstaan en integriteit te behouden onder mechanische spanningen.
Componenten voor voedsel en farmaceutische industrie
- Voedselverwerkingsapparatuur: CF3M wordt gebruikt in apparatuur die agressieve reinigingsmiddelen en extreme temperaturen verwerkt, zoals het mengen van tanks, pijpleidingen, en kleppen.
- Farmaceutische productie: CF3M wordt veel gebruikt bij de productie van componenten zoals reactoren en mixers, waar verontreinigingsvrije omgevingen nodig zijn.
- Bottelen en verpakking: Onderdelen in drankproductielijnen, zoals sproeiers en fittingen, profiteren van de weerstand van CF3M tegen zure en alkali -oplossingen.
Stroomopwekking & Zware industrie
- Leidingsystemen In hoge temperatuurstroomplanten die stoom en chemische vloeistoffen afhandelen.
- Drukvaten En turbine -onderdelen die weerstand vereisen tegen hoge temperaturen, thermisch fietsen, en corrosieve media.
- Warmtewisselaars in energiecentrales die te maken hebben met hete gassen of koelwater die agressieve verontreinigingen kunnen bevatten.
Olie- en gasindustrie
- Boorgatuitrusting: CF3M wordt gebruikt in componenten zoals Wellheads, kleppen, en slangen die een uitzonderlijke weerstand vereisen tegen corrosie en slijtage tijdens olie -extractie.
- Pijplijnsystemen: De uitstekende prestaties in beide zoet En zuur Omgevingen maakt het geschikt voor hogedrukolie- en gaspijpleidingen.
- Raffinageapparatuur: CF3M wordt vaak gebruikt in Warmtewisselaars, reactoren, En Crack -eenheden in raffinaderijen die zuur gas en andere corrosieve materialen verwerken.
Andere kritieke toepassingen
- Drukvaten en reactoren: De weerstand van CF3M tegen stresscorrosiescheuren en uitstekende treksterkte maken het ideaal voor hoge druktoepassingen, zoals in chemische reactoren of vaten met hoge temperatuur.
- Turbine- en compressorcomponenten: Hun weerstand tegen oxidatie bij verhoogde temperaturen zorgt voor betrouwbaarheid in turbines En compressoren in de ruimtevaart- en stroomopwekkingindustrie.
8. Normen, Equivalent & Specificaties
| Standaardlichaam | Aanduiding | Equivalent |
|---|---|---|
| IN | EN-JS 316LM / 1.4408 | - |
| ASTM | A351 CF3M | - |
| ISO | ISO 1083 EN-GJN-316LM | - |
| Hij is | SUH316LM | SUS316L (smeed) |
| Norsok | VAN 17460 GG-316LM | - |
Typische aankoopspecificaties vragen om ASTM A351 CF3M gietstukken met radiografische inspectie, hardheidslimieten van 200 HB Max, en PMI -verificatie van MO -inhoud.
9. Vergelijking van CF3M roestvrij staal met alternatieve materialen
| Eigendom / Materiaal | CF3M (316L Cast) | CF8M (316 Vorm) | CF3 (304L Cast) | CF8C (317 Vorm) | 316L (Smeed) |
|---|---|---|---|---|---|
| Koolstofgehalte (maximaal, %) | 0.03 | 0.08 | 0.03 | 0.08 | 0.03 |
| Molybdeum -gehalte (%) | 2–3 | 2–3 | Geen | 3–4 | 2–3 |
| Putweerstand (Hout) | ~ 25 | ~ 25 | ~ 18 | ~ 30 | ~ 25–27 |
| Chloride -weerstand | Hoog | Matig - Hoog | Low -matig | Erg hoog | Hoog |
| Intergranulair corrosierisico | Erg laag | Gematigd | Laag | Gematigd | Erg laag |
| Treksterkte (MPA) | ~ 485–620 | ~ 485–620 | ~ 450–600 | >600 | 515–690 |
| Levert kracht op (MPA) | ~ 170–300 | ~ 170–300 | ~ 170–275 | >300 | 205–310 |
| Verlenging (%) | ≥25 | ≥25 | ≥30 | 20–25 | ≥40 |
| Lasbaarheid | Uitstekend | Goed | Uitstekend | Gematigd | Uitstekend |
| Hoge temperatuurweerstand | Gematigd | Gematigd | Laag | Hoog | Goed |
| Gietbaarheid | Uitstekend | Uitstekend | Uitstekend | Gematigd | Niet van toepassing |
| Machinaliteit | Gematigd | Gematigd | Goed | Gematigd | Goed |
| Oppervlakteafwerking (zoals geleverd) | Ruw (als afgewassen) | Ruw | Ruw | Ruw | Zacht (opgerold) |
| Kostenniveau | Gematigd | Gematigd | Laag | Hoog | Matig - Hoog |
| Typische use cases | Chemische pompen, kleppen, farmaceutische, marien | Algemene industriële en marine | Voedsel, Lichte chemicaliën | Agressieve chemicaliën, High-Temp Service | Precisietanks, bui, architectuur |
10. Conclusie
Roestvrijstalen CF3M staat op de voorhoede van gegoten roestvrijstalen legeringen,
trouwen met 316l-equivalent corrosieweerstand, Robuuste mechanische eigenschappen, en caste component veelzijdigheid.
Naarmate de industriële eisen stijgen, CF3M stelt ingenieurs in staat om complex te ontwerpen,
kosteneffectieve componenten die de zwaarste chemische stof doorstaan, marien, en verwerkingsomgevingen.
Door zich te houden aan best practices in chemiecontrole, gieterijverwerking, en na de lever warmtebehandeling,
Fabrikanten ontgrendelen het volledige potentieel van CF3M, zorgen voor een lange levensduur, betrouwbaarheid, en levenscycluswaarde.
LangHe is de perfecte keuze voor uw productiebehoeften als u van hoge kwaliteit nodig is roestvrijstalen gietstukken.
