Rustfritt stål CF3M: Utmerket presisjonsstøpelegering

Rustfritt stål CF3M - også kjent med en betegnelse En-JS 316LM (1.4408) og ASTM tilsvarende A351 CF3M—Såper som et hjørnesteinsmateriale i korrosjonsbestandige støping.

Konstruert for krevende miljøer, CF3M kombinerer austenittisk rustfritt ståls seighet med støpejerns allsidighet.

I denne artikkelen, Vi utforsker dens kjemi, mikrostruktur, Korrosjonsatferd, Mekanisk ytelse, Støperi -praksis, sveiseprotokoller, applikasjoner, og hvordan det sammenligner med alternative materialer.

1. Introduksjon

SA-351 CF3M rustfritt stål tilhører familien av austenittisk støpt rustfritt stål, utviklet seg på midten av 1900-tallet for å utvide 300-serien rustfri korrosjonsmotstand til støpte komponenter.

Mens smidd 316L rustfritt dominerer rør- og arkapplikasjoner, CF3M tilpasser det samme lavkarbon, Molybden-bærende kjemi til støpegods-ideell for komplekse former som pumpehus og ventillegemer.

I motsetning til grått jern eller 304L rollebesetning (CF8), CF3M motstår pitting og sprekk korrosjon i kloridrike medier, Å bygge bro mellom ytelsesgapet mellom støpejern og stål med høyt legering.

2. Kjemisk sammensetning & Mikrostruktur

Element	Spekter (% Wt)	Hensikt
Karbon (C)	≤ 0.03	Forhindrer kromkarbidutfelling
Krom (Cr)	16.0 - 18.0	Danner et passivt oksydlag; Primær korrosjonsbarriere
Nikkel (I)	10.0 - 14.0	Stabiliserer austenittisk matrise; Forbedrer seighet
Molybden (Mo)	2.0 - 3.0	Øker pittemotstanden og hever pren til ≈ 25
Mangan (Mn)	≤ 2.0	Forbedrer varm styrke; motvirker svovel
Silisium (Og)	≤ 1.0	Fungerer som en deoksidisator; Forbedrer fluiditet
Fosfor (P)	≤ 0.045	Minimerer omfang
Svovel (S)	≤ 0.03	Holdt lavt for å unngå inkluderingsdrevet sprekker

CF3M stivner til en Fullt austenittisk matrise Ved romtemperatur, Unngå ferritt, Sigma -fase, eller kromkarbider når det er riktig varmebehandlet.

De Lavt karbon innhold (≤ 0.03%) og Molybden Tillegg fungerer på konsert for å hemme dannelse av kromkarbid langs korngrenser,

bevare intergranulær korrosjonsmotstand selv etter sveising.

3. Korrosjonsmotstand

CF3M viser enestående ytelse i aggressive medier:

• Generell korrosjon: Priser så lave som 0.05 mm/år i drikkevann og 0.1 mm/år i sjøvann kl 25 ° C.
• Pitting/sprekk korrosjon: Tre ≈ 25 (Ta = %cr + 3.3×%mo + 16×%n) gir drift i opp til 1 % Kloridløsninger ved omgivelsestemperaturer
• Syremotstand: Overlegen CF8 (304Jeg støpt) i svovel- og fosforsyrer på grunn av MO -innhold
• Marine & Offshore: Tåler kontinuerlig eksponering for saltspray med minimalt vekttap (< 0.02 g/m² · dag i ASTM B117 -tester)

4. Mekaniske og fysiske egenskaper til CF3M rustfritt stål

Mekaniske egenskaper

Ved romtemperatur, CF3M leverer:

Eiendom	Verdi
Strekkfasthet (Uts)	515 - 620 MPA
Avkastningsstyrke (0.2% offset)	205 - 275 MPA
Forlengelse ved brudd	≥ 35 %
Brinell Hardness (HBW)	180 - 230
Charpy Impact (Rt)	≥ 80 J
Utmattelsesgrense (10⁷ sykluser)	~ 240 MPA

Fysiske egenskaper

Eiendom	Verdi
Tetthet	~ 7,98 g/cm³
Termisk konduktivitet (20° C.)	~ 14,6 W/m · K.
Termisk ekspansjon (20–100 ° C.)	16.0–17,5 um/m · k
Spesifikk varmekapasitet (20° C.)	~ 500 J/kg · k
Elektrisk resistivitet (20° C.)	~ 0,74 µω · m
Youngs modul (Elastisk modul)	~ 193 GPA
Relativ magnetisk permeabilitet	~ 1.0–1.05
Smelteområde	1370–1400 ° C.
Støpe krympningshastighet	~ 1,5–2,0%

5. Støpe egnethet for rustfritt stål CF3M

CF3M rustfritt stål, en lavkarbonvariant av 316 Rustfrie støpegeringer, viser gunstige støpegenskaper som støtter dens utbredte bruk i korrosjonsbestandig, Høyt integritetskomponenter.

Viktige egnethetsattributter:

• God fluiditet: Med en helletemperatur typisk mellom 1550–1600 ° C., CF3M demonstrerer tilstrekkelig fluiditet til å fylle Intrikate mugggeometrier og tynnveggseksjoner (>3–5 mm).
  Tilstedeværelsen av nikkel og molybden støtter videre smelte stabilitet og moldfyllingsytelse.
• Moderat krymping (~ 1,5–2,0%): CF3M viser forutsigbar størkning krymping, Tillater effektiv kompensasjon gjennom mønstergodtgjørelser, Riser Design, og bruk av Eksotermiske ermer.
  Krympingsatferden kan modelleres og administreres ved hjelp av moderne termiske simuleringsverktøy.
• Lav varm sprekkende tendens: Den fullt austenittiske strukturen til CF3M, kombinert med det lave karboninnholdet (≤ 0.03%),
  resulterer i minimal størkning sprekker, Selv i geometrisk begrenset eller seksjonelt tykke støping.
• Utmerket sveisbarhet: Støpt CF3M kan sveise-repareres ved hjelp av standard austenittiske fyllstoffmetaller som ER316L.
  Dets lavkarboninnhold begrenser karbidutfelling under sveising, minimere risiko for intergranulær korrosjon.
  Etter sveiseløsning annealing blir ofte brukt for å gjenopprette full korrosjonsmotstand.
• Tilpasningsevne til varmebehandling: CF3M reagerer godt på løsning annealing (1040–1100 ° C.) og slukking,
  som homogeniserer mikrostrukturen, Oppløs gjenværende karbider, og maksimere korrosjonsmotstand.
  Stresselystbehandlinger kan også brukes for å redusere restspenninger i store støpegods.

Egnede støpemetoder:

CF3M tilpasser seg godt til flere støpemetoder, Hvert tilbud av tydelige fordeler:

Metode	Styrker	Typiske toleranser & Ferdig
Sandstøping	Kostnadseffektiv for stort, enkle former	± 0,5 % lineær, RA 6–12 um
Skallstøping	Stramme toleranser, Fine detaljer	± 0,3 % lineær, RA 3-6 um
Investering Casting	Komplekse geometrier, tynne vegger (<2 mm)	± 0,2 % lineær, Ra <3 µm
Sentrifugalstøping	Høy tetthet, minimal porøsitet i rørformede deler	± 0,4 % lineær, RA 6-10 um

6. Sveising & Varmebehandling av rustfritt stål CF3M

Rustfritt stål CF3M er anerkjent for sin utmerkede sveisbarhet og respons på varmebehandling.

Disse egenskapene sikrer strukturell integritet, Korrosjonsmotstand, og mekanisk ytelse i fabrikasjon og service etter støpe.

Sveisbarhet av CF3M

En av CF3Ms styrker ligger i den utmerkede sveisbarhet, Spesielt sammenlignet med høykarbon eller ferritisk rustfritt stål.

Det lave karboninnholdet (≤ 0.03%) reduserer risikoen for nedbør av kromkrom karbid betydelig, Et fenomen som forårsaker intergranulær korrosjon i den varme-berørte sonen (Haz).

Nøkkel sveiseegenskaper:

• Forvarming: Ikke vanligvis påkrevd på grunn av den austenittiske strukturen, Selv om forvarming (~ 100–150 ° C.) kan brukes til tykke seksjoner for å redusere termiske gradienter.
• Filler Metal: Bruk av matchende eller litt overlegerte fyllstoffer som som ER316L eller ER317L anbefales å opprettholde korrosjonsmotstand og duktilitet.
• Varmeinngangskontroll: Kontrollert varmeinngang er viktig for å unngå varm sprekker og sikre minimal Delta-Ferrite-dannelse (vanligvis 3–10% ønskelig).
• Rengjøring etter sveis: Pickling eller passivation anbefales å gjenopprette korrosjonsmotstand på sveiseoverflaten.

Etter sveis varmebehandling (PWHT)

Mens CF3Ms lave karbon reduserer sensibiliseringsrisikoen, Visse applikasjoner-særlig de i aggressive kjemiske miljøer eller krever maksimal korrosjonsmotstand-har fordel av ettersveeld varmebehandling.

Løsning annealing:

• Temperaturområde: 1040–1100 ° C. (1900–2010 ° F.)
• Hensikt: Oppløser alle kromrike karbider som er dannet under sveising og gjenoppretter full austenittisk mikrostruktur
• Slukking: Rask vann eller luftslukking er avgjørende for å forhindre sensibilisering og dannelse av sigma -fase

Stress lindrer (Når løsningen ikke er mulig er mulig):

• Temperaturområde: 300–400 ° C.
• Effekt: Reduserer restspenninger uten å endre korrosjonsmotstanden betydelig
• Begrensning: Løser ikke karbider eller omvendt sensibilisering

7. Viktige applikasjoner av CF3M rustfritt stål

Kjemisk prosessutstyr

• Pumper: CF3M rustfritt stål er ideelt for pumper som brukes i transport av etsende væsker, spesielt i applikasjoner som involverer sure eller alkaliske løsninger.
• Ventiler: Brukt i kjemisk prosessering og farmasøytiske næringer, CF3M gir holdbarhet og motstand mot korrosjon under høytrykks- og høye temperaturforhold.
• Varmevekslere: Den utmerkede korrosjonsmotstanden og høye temperaturstabiliteten gjør CF3M et ideelt materiale for varmevekslere som håndterer aggressive medier.
• Reaktorskip: For reaktorer som behandler korrosive kjemikalier, CF3M gir langsiktig holdbarhet og minimerer vedlikeholdskostnader.

Marine og offshore -applikasjoner

• Offshore -plattformer: Brukes i strukturelle komponenter og rørsystemer utsatt for sjøvann og marine atmosfærer.
• Marine maskinvare: Ventiler, Pumper, og andre komponenter som krever høy korrosjonsmotstand for å motstå kontinuerlig eksponering for saltvannsforhold.
• Skipsbygging: Kritiske deler som ror, Propellaksler, og skrogkomponenter drar nytte av CF3Ms evne til å motstå sjøvannskorrosjon og opprettholde integritet under mekaniske spenninger.

Mat- og farmasøytiske industrikomponenter

• Matforedlingsutstyr: CF3M brukes i utstyr som håndterer aggressive rengjøringsmidler og ekstreme temperaturer, for eksempel å blande tanker, rørledninger, og ventiler.
• Farmasøytisk produksjon: CF3M er mye brukt i produksjonen av komponenter som reaktorer og miksere, der forurensningsfrie miljøer er nødvendige.
• Tapping og emballasje: Deler i drikkeproduksjonslinjer, som dyser og beslag, dra nytte av CF3Ms motstand mot sure og alkaliske løsninger.

Kraftproduksjon & Tunge næringer

• Rørsystemer i høye temperaturer kraftverk som håndterer damp og kjemiske væsker.
• Trykkfartøy og turbindeler som krever motstand mot høye temperaturer, Termisk sykling, og etsende medier.
• Varmevekslere i kraftverk som omhandler varme gasser eller kjølevann som kan inneholde aggressive forurensninger.

Olje- og gassindustri

• Downhole -utstyr: CF3M brukes i komponenter som brønnhoder, ventiler, og rør som krever eksepsjonell motstand mot korrosjon og slitasje under oljeekstraksjon.
• Rørledningssystemer: Det er utmerkede ytelser i begge søt og sur Miljøer gjør det egnet for høytrykksolje og gassrørledninger.
• Raffineringsutstyr: CF3M brukes ofte i Varmevekslere, reaktorer, og sprekker enheter i raffinerier som behandler syrlig gass og andre etsende materialer.

Andre kritiske applikasjoner

• Trykkfartøy og reaktorer: CF3Ms motstand mot stresskorrosjonssprekker og utmerket strekkfasthet gjør den ideell for høytrykksapplikasjoner som i kjemiske reaktorer eller høytemperaturfartøy.
• Turbin- og kompressorkomponenter: Deres motstand mot oksidasjon ved forhøyede temperaturer sikrer pålitelighet i turbiner og kompressorer i luftfarts- og kraftproduksjonsindustrien.

8. Standarder, Ekvivalenter & Spesifikasjoner

Standard kropp	Betegnelse	Tilsvarende
I	En-JS 316LM / 1.4408	-
ASTM	A351 CF3M	-
ISO	ISO 1083 EN-GJN-316LM	-
Han er	SUH316LM	SUS316L (utført)
NORSOK	FRA 17460 GG-316LM	-

Typiske kjøpspesifikasjoner krever for ASTM A351 CF3M støping med radiografisk inspeksjon, hardhetsgrenser for 200 HB maks, og PMI -verifisering av MO -innhold.

9. Sammenligning av CF3M rustfritt stål med alternative materialer

10. Konklusjon

Rustfritt stål CF3M står i forkant av støpt rustfrie legeringer,

gifte seg med 316L-ekvivalent korrosjonsmotstand, robuste mekaniske egenskaper, og støpt komponent allsidighet.

Når industrielle krav stiger, CF3M gjør det mulig for ingeniører å designe kompleks,

Kostnadseffektive komponenter som tåler det hardeste kjemikaliet, Marine, og prosesseringsmiljøer.

Ved å overholde beste praksis innen kjemikontroll, Foundry Processing, og etter sveis varmebehandling,

Produsenter låser opp CF3Ms fulle potensiale, sikre lang levetid, Pålitelighet, og livssyklusverdi.

LangHe er det perfekte valget for dine produksjonsbehov hvis du trenger høy kvalitet Rustfritt stål.

Kontakt oss i dag!