CF3/CF8/CF3M/CF8M e F304/F316/F304L/F316L Guia

1. Introdução

Aços inoxidáveis Nas 300 séries, a família austenítica domina as indústrias que exigem resistência à corrosão, Formabilidade, e desempenho higiênico.

Entre estes, Tipo 304 e 316 aparecer em ambos elenco e forjado formas, cada um governado por padrões e sistemas de designação separados.

Os componentes do elenco seguem ASTM A351 Designações - CF3, Cf8, CF3M, CF8M - enquanto produtos forjados e forjados aderem a ASTM A182 (Também refletiu nos “grades F DIN”): F304, F316, F304L, F316L.

Nas seções seguintes, Nós decodificamos esses códigos, Compare suas químicas e microestruturas, e ofereça diretrizes para selecionar notas de elenco versus formas fortes para válvulas, Altas da bomba, tubulação, e outro equipamento contendo pressão.

2. Padrões ASTM & Prefixos

• ASTM A351 capas peças fundidas de aço inoxidável para peças portadoras de pressão. Neste padrão, "C" significa Elenco, e o "f" nos códigos de grau (E.G.. Cf8) denota "elenco".
• ASTM A182 governa Esquecos de aço inoxidável e acessórios forjados. O "F" em F304/F316 indica Forjamento (ou produto forjado).

Prefixo	Significado	Padrão	Tipos de produtos típicos
C	Elenco	A351	Corpos da válvula, Altas da bomba
F	Forjando/forjado	A182	Flanges, eixos, prendedores

3. Designações de elenco: Série CF por ASTM A351

Quando os engenheiros especificam corpos da válvula, Altas da bomba, ou coletores complexos, Eles costumam se voltar para ASTM A351 peças fundidas para integridade de uma peça e geometrias complexas.

Dentro das notas austeníticas do A351, quatro designações -Cf3, Cf8, CF3M, e CF8M—Mirror as notas familiares 304, 304L, 316, e 316L, respectivamente.

Abaixo, decodificamos cada nota da série CF, destacar sua química e características microestruturais, e explique como os ajustes de liga adaptam o desempenho.

Cf3

Composição:

• Cromo: 18.0–20,0% em peso
• Níquel: 8.0–10,5% em peso
• Carbono: ≤ 0.03 WT% (BOW-C)
• Manganês, silício, fósforo, enxofre: por limites da ASTM

Equivalente: Lançar análogo de 304L (US S30403, EM 1.4307).

Atributos -chave:

• Química de baixo carbono Evita a precipitação de carboneto durante o resfriamento lento após a popa, eliminando a sensibilização da zona de solda comum em aços mais altos.
• Recozimento da solução no 1 040 ° C para 30 Ataques seguidos de aquário dissolve qualquer carboneto interdendrítico, produzindo uma taxa de corrosão sob 0.1 mm/ano em ambientes de cloreto neutro.
• Resistência à tracção normalmente mede ~ 445 MPa, aproximadamente 5 % menor que CF8, mas com resistência a corrosão intergranular superior.

Cf8

Composição:

• Cromo: 18.0–20,0% em peso
• Níquel: 8.0–10,5% em peso
• Carbono: ≤ 0.08 WT%
• Traçar elementos dentro dos limites padrão

Equivalente: Elenco contraparte para 304 (US S30400, EM 1.4301).

Atributos -chave:

• Carbono padrão 304 química oferece resistência e ductilidade de corrosão equilibradas.
• Grãos dendríticos Medida 1–3 mm, Portanto, a energia de impacto médio do CF8 do CF8 a –20 ° C (≈ 30 J) cai por aí 15 % abaixo dos 304 anos.
• Econômico Para serviços moderadamente corrosivos, As válvulas CF8 resistem ao pitting a ~ 0,2 % NaCl em 20 ° c.

CF3M

Composição:

• Cromo: 16.0–18,0% em peso
• Níquel: 10.0–14,0% em peso
• Molibdênio: 2.0–3.0% em peso
• Carbono: ≤ 0.03 WT%
• Liga menor por especificação ASTM

Equivalente: Lançar análogo de 316L (US S31603, EM 1.4404).

Atributos -chave:

• Low-C mais 2-3 % MO levanta o pren (Número equivalente de resistência ao pitting) De ~ 18 (em cf3) a ~ 25, aproximadamente dobrando a resistência ao posto induzido por cloreto.
• Tratamento de solução no 1 040 ° C dissolve carbonetos ricos em MO, concedendo resistência à fluência até 250 ° C com < 5 % perda de força 1 000 h.
• Serviço de hidrocarboneto e gás azedo Beneficie-se da rede mínima de carboneto da CF3M e da estabilidade do filme passivo aprimorado de Monte.

CF8M

Composição:

• Cromo: 16.0–18,0% em peso
• Níquel: 10.0–14,0% em peso
• Molibdênio: 2.0–3.0% em peso
• Carbono: ≤ 0.08 WT%
• Outros elementos por limites da ASTM

Equivalente: Versão fundida de 316 (US S31600, EM 1.4401).

Atributos -chave:

• Padrão-c 316 química fornece ampla resistência à corrosão - incluindo água do mar e 5 % HCl - enquanto Mo combate o ataque localizado.
• Maior resistência à tração (~ 480 MPa) versus cf3m torna o cf8m adequado para seções mais grossas e peças de temperatura elevada.
• Capacidade de temperatura elevada: CF8M mantém 80 % de resistência ao escoamento da temperatura ambiente em 300 ° c, Superando o CF8 por 20 %.

Resumo: Designações e equivalentes de CF

4. Graças "F-" soldadas "soldadas em EN/DIN/FSSA

Mudança de peças fundidas para componentes forjados e forjados, o "F-" Prefixo em Europeu (Um/seu) e japonês (Ele/FSSA) os padrões denotam materiais fornecidos como barras, acessórios, flanges, ou acabamento da válvula.

Esses produtos seguem ASTM A182 Nos EUA. e corresponde aos números EN abaixo.

F304 (EM 1.4301 / Aisi 304)

• Composição nominal: 18.0–20.0 % Cr, 8.0–10.5 % Em, C ≤0,08 %, Mn ≤2 %, E ≤1 %
• Propriedades mecânicas:

• • Força de escoamento (Rp0.2): ~ 215 MPa
  • Resistência à tracção (Rm): 505–735 MPA
  • Alongamento: ≥ 40 %

• Traços de corrosão:

• • Taxa geral de corrosão < 0.1 mm/ano em mídia neutra
  • Limiar de posto ~ 0.2 % Cl⁻ em 20 ° c

• Aplicações: Acessórios de serviço de alimentos, Aparo de válvula moderado de serviço, TRIMENTO ARQUITETURAL

F316 (EM 1.4401 / Aisi 316)

• Composição nominal: 16.0–18.0 % Cr, 10.0–14.0 % Em, 2.0–3.0 % MO, C ≤0,08 %
• Propriedades mecânicas:

• • Força de escoamento (Rp0.2): ~ 205 MPa
  • Resistência à tracção (Rm): 515–715 MPA
  • Alongamento: ≥ 40 %

• Traços de corrosão:

• • Limiar de colocar 0.5 % CL⁻ - 150 % superior a F304
  • Resistência superior a ácidos sulfúrico e clorídrico

• Aplicações: Acessórios marinhos, Interna da válvula de processo químico, Tubos de troca de calor

F304L (EM 1.4307 / AISI 304L)

• Variante de baixo carbono: C ≤0,03 % impede a precipitação de carbida de cromo em zonas afetadas pelo calor da solda (HAZ).
• Propriedades mecânicas:

• • Rp0.2: ~ 205 MPa (ligeiramente abaixo do F304)
  • Alongamento: ≥ 45 % (formabilidade aprimorada)

• Traços de corrosão:

• • Elimina o ataque intergranular em HAZ sem recozimento da solução pós-soldado
  • Limiar de picada: ~ 0.2 % Cl⁻

• Aplicações: Vasos de pressão soldados, Tanques farmacêuticos, Excelência nas indústrias de alimentos/bebidas

F316L (EM 1.4404 / AISI 316L)

• Baixo carbono, Portador de montes: 16–18 % Cr, 10–14 % Em, 2–3 % MO, C ≤0,03 %.
• Propriedades mecânicas:

• • Rp0.2: ~ 200 MPa
  • Rm: 485–680 MPa
  • Alongamento: ≥ 40 %

• Traços de corrosão:

• • Alto pren (~ 25)-Excelente para serviço de cloreto e azedo
  • Estabilidade da zona de solda sem recozimento

• Aplicações: Válvulas de serviço azedo (Ambientes H₂S), tubulação marinha, trocadores de calor

Tabela de referência cruzada

5. Análise comparativa: Elenco vs.. Forjado

Microestrutura & Propriedades mecânicas

Enquanto fundir grades de CF exibir grãos dendríticos grossos e forças de tração ASTM 450 MPA,

Grades F forjados possui bom, Grãos trabalhados com tração ~ 515 MPa e 15–20 % tenacidade de impacto mais alta a –20 ° C.

Desempenho de corrosão

Embora as químicas nominais correspondam, Peças de fundição podem abrigar microeporosidade e segregação, levando a ataque localizado se não for adequadamente tratado.

Em contraste, Aços forjados exibem composição uniforme, Conferindo limiares de pitting um pouco melhores e resistência ao SCC.

Considerações de fabricação

O elenco se destaca para geometrias complexas - corpos de válvula e alojamentos de bombas - eliminando dezenas de operações de usinagem.

Por outro lado, Os pentos custam mais por quilograma, mas oferecem força de fadiga superior, Fluxo de grão uniforme, e defeitos mínimos.

Custo & Compensações no tempo de entrega

Fundições normalmente citam 6–8 semanas Para peças fundidas CF personalizadas, enquanto as barras e flanges padrão de grau F são enviados 2–4 semanas.

Por quilograma, fundido CF8M corre sobre 10 % mais barato do que F316 forjado, Embora o custo total do componente possa favorecer o elenco para formas complexas.

Aspecto	CF8/CF8M/CF3/CF3M (Elenco)	F304/F316/F304L/F316L (Forjado)
Geometria	Formas complexas em uma peça	Formas mais simples; pode exigir soldagem/fabricação
Força mecânica	Menor tenacidade; ASTM TENSILE ~ 450 MPA	Maior resistência; ASTM TENSILE ~~ 515 MPA
Resistência à corrosão	Matches Composition (304/316 equivalentes)	Composição equivalente, um pouco melhor devido a grãos mais finos
Soldabilidade	Requer tratamento térmico cuidadoso	Excelente; As versões de baixo-C evitam sensibilização
Custo & Tempo de espera	Menor custo para peças complexas; Tempos de entrega mais longos de elenco	Maior custo de material bruto; Entrega de estoque padrão mais rápida

6. Aplicações & Diretrizes de seleção de materiais

• Componentes fundidos CF3/CF8/CF3M/CF8M: Corpos da válvula, carcaças da bomba, Cascas de troca de calor-onde a integridade de peça única e passagens internas complexas reduzem os custos de montagem.
  CF3M e CF8M aparecem em serviço químico e offshore, Graças à resistência ao cloreto de MO-aprimorada.
• F304/F316/F304L/F316L Produtos forjados: Flanges de tubo, eixos, prendedores, e acabamento de válvula de alta pressão;
  Assembléias críticas de solda em plantas petroquímicas e de geração de poder favorecem as variantes de baixo-C para evitar a corrosão do HAZ.
• Matriz de decisão:

• • Escolha grades de CF Quando a geometria complica a usinagem, e as condições de serviço não exigem resistência forjada.
  • Selecione grades F. Para peças de fadiga de alto ciclo, Seções de parede fina, ou onde os protocolos de QA/QC requerem inspeção ultrassônica de material forjado.

7. Conclusões

Apesar de compartilhar químicas básicas, Cf3, Cf8, CF3M, CF8M (ASTM A351) e F304, F316, F304L, F316L (ASTM A182/EN/DIN) servir papéis distintos:

• Os graus de CF Cast correspondem a equivalentes forçados na resistência à corrosão e capacidade de temperatura, mas exibem microestruturas mais grossas e resistência modestamente menor.
• Notas forjadas F entregam grãos mais finos, maior resistência, e propriedades consistentes-ideais para componentes de alto estresse e fadiga-crítica.

Ao entender esses prefixos e suas implicações, Os engenheiros podem otimizar a escolha do material - custo de equilíbrio, desempenho, e fabricação - para garantir confiável, válvula econômica e componentes da bomba.

8. Referências & Padrões

• ASTM A351/A351M: “Especificação padrão para peças fundidas, Austenítico, Para peças contendo pressão ”
• ASTM A182/A182M: “Especificação padrão para flanges de tubos de liga forjada ou enrolada e aço inoxidável, Acessórios forjados, e válvulas e peças para serviço de alta temperatura ”
• EM 1.4301/1.4307/1.4401/1.4404 (Equivalentes din)
• US S30400/S30403/S31600/S31603 Designações

 

Perguntas frequentes

Como CF8 e CF8M diferem?

Cf8 Combina de 18 a 20 %Cr - 8-10,5 %Ni com carbono padrão (≤ 0.08 %), o elenco equivalente a 304.

CF8M Adiciona 2 a 3 � mês (16-18% CR-10-14% em 2-3% i, C ≤ 0.08 %), espelhamento 316 e melhorando o pitting e a força de alta temperatura.

Por que escolher CF3 ou CF3M sobre CF8/CF8M?

Cf3 e CF3M limitar o carbono a ≤ 0.03 %, Prevenção da sensibilização da zona de solda em peças fundidas de resfriamento lento. CF3 ≈ 304L; CF3M ≈ 316L.

Quando devo especificar grades de CF em vez de graus F forjado?

Usar Cf. peças fundidas para complexo, Geometrias de uma peça (corpos da válvula, Altas da bomba) onde o custo de usinagem seria proibitivo.

Escolher F notas forjadas para o estresse alto, peças críticas de fadiga ou parede fina (eixos, flanges, prendedores) exigindo resistência superior e microestrutura sem defeitos.

Quais são as vantagens F304L e F316L?

Seu baixo carbono (≤ 0.03 %) praticamente elimina a corrosão intergranular em zonas afetadas pelo calor da solda, muitas vezes removendo a necessidade de recozimento pós-soldado.

Como as resistências de corrosão se comparam?

CF8 / CF3 / 304 / F304 resistir a colocar até ~ 0,2 % Cl⁻.

CF8M/CF3M/316/F316 resistir a ~ 0,5 % Cl⁻.

Variantes de baixo carbono (CF3/CF3M/F34L/F316L) Mantenha esses limiares, garantindo a estabilidade da zona de solda.

As notas moldadas e forjadas requerem diferentes tratamentos térmicos?

Fundir grades de CF sofrer um recozimento de solução em ~ 1 040 ° C para 30 Min e a rápida extinção para dissolver carbonetos e homogeneizar.

Grades F forjados Normalmente, siga as diretrizes ASTM A182: recozimento da solução em 1 040–1 060 ° C para 15 meu per 25 mm, então apaga.

Qual nota oferece melhor força mecânica?

Grades F forjados (Por exemplo, F304, F316) alcançar uma tração mais alta (~ 515 MPa) e impacto na resistência do que os fundos de CF fundidos (~ 450 MPA Tensil), Devido a microestruturas forjadas mais finas.

Como o custo e o lead time se comparam?

Cf. Castings geralmente custam 10-15 % Menos por quilograma para formas complexas, mas requerem tempo de entrega mais longos (6–8 semanas).

F O estoque forjado geralmente é enviado em 2 a 4 semanas, com um prêmio de 5 a 10 % por quilograma.