CF3M de aço inoxidável - também conhecido por sua designação EN-JS 316LM (1.4408) e ASTM equivalente A351 CF3M-Stanha como material de pedra angular em peças fundidas resistentes à corrosão.
Projetado para ambientes exigentes, O CF3M combina a tenacidade do aço inoxidável austenítico com a versatilidade do ferro fundido.
Neste artigo, Nós exploramos sua química, microestrutura, comportamento de corrosão, desempenho mecânico, práticas de fundição, Protocolos de soldagem, Aplicações, e como ele se compara a materiais alternativos.
1. Introdução
SA-351 CF3M Aço inoxidável pertence à família de aços inoxidáveis do elenco austenítico, desenvolvido em meados do século XX para estender a resistência à corrosão em aço inoxidável de 300 séries em componentes do elenco.
Enquanto o 316L de aço inoxidável forjado domina aplicações de tubo e folha, CF3M adapta o mesmo carbono de baixo carbono, Química portadora de molibdênio para peças fundidas-ideais para formas complexas, como caixas de bomba e corpos da válvula.
Ao contrário de ferro cinza ou notas de elenco 304L (Cf8), O CF3M resiste à corrosão e à fenda em mídia rica em cloreto, Ponte a lacuna de desempenho entre o ferro fundido e o aço de alta liga.
2. Composição química & Microestrutura
| Elemento | Faixa (% wt) | Propósito |
|---|---|---|
| Carbono (C) | ≤ 0.03 | Impede a precipitação de carboneto de cromo |
| Cromo (Cr) | 16.0 - 18.0 | Forma uma camada passiva de óxido; Barreira de corrosão primária |
| Níquel (Em) | 10.0 - 14.0 | Estabiliza a matriz austenítica; Aumenta a resistência |
| Molibdênio (MO) | 2.0 - 3.0 | Aumenta a resistência e aumenta a pren a ≈ 25 |
| Manganês (Mn) | ≤ 2.0 | Melhora a força quente; neutraliza o enxofre |
| Silício (E) | ≤ 1.0 | Atua como um desoxidador; melhora a fluidez |
| Fósforo (P) | ≤ 0.045 | Minimiza a fragilização |
| Enxofre (S) | ≤ 0.03 | Mantido baixo para evitar rachaduras orientadas por inclusão |
CF3M solidifica em um Matriz totalmente austenítica à temperatura ambiente, evitando ferrita, fase sigma, ou carbonetos de cromo quando tratados adequadamente.
O baixo carbono contente (≤ 0.03%) e molibdênio Adições trabalham em conjunto para inibir a formação de carboneto de cromo ao longo dos limites dos grãos,
preservando a resistência à corrosão intergranular mesmo após a soldagem.
3. Resistência à corrosão
CF3M exibe excelente desempenho em mídia agressiva:
- Corrosão geral: Taxas tão baixas quanto 0.05 mm/ano em água potável e 0.1 mm/ano em água do mar em 25 ° c
- Corrosão de picando/fenda: Madeira ≈ 25 (Take = %cr + 3.3×%MO + 16×%n) oferece operação em até 1 % soluções de cloreto a temperaturas ambiente
- Resistência a ácido: Superior ao CF8 (304L lançou) em ácidos sulfúrico e fosfórico devido ao teor de Mo
- Marinho & Offshore: Suporta a exposição contínua por pulverização de sal com perda mínima de peso (< 0.02 g/m² · dia nos testes ASTM B117)
4. Propriedades mecânicas e físicas do aço inoxidável CF3M
Propriedades mecânicas
À temperatura ambiente, CF3M entrega:
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Resistência à tracção (Uts) | 515 - 620 MPA |
| Força de escoamento (0.2% desvio) | 205 - 275 MPA |
| Alongamento na fratura | ≥ 35 % |
| Dureza de Brinell (Hbw) | 180 - 230 |
| Impacto charpy (Rt) | ≥ 80 J |
| Limite de fadiga (10⁷ Ciclos) | ~ 240 MPA |
Propriedades físicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | ~ 7,98 g/cm³ |
| Condutividade térmica (20° c) | ~ 14,6 w/m · k |
| Expansão térmica (20–100 ° C.) | 16.0–17,5 µm/m · k |
| Capacidade de calor específico (20° c) | ~ 500 j/kg · k |
| Resistividade elétrica (20° c) | ~ 0,74 µΩ · m |
| Módulo de Young (Módulo elástico) | ~ 193 GPA |
| Permeabilidade magnética relativa | ~ 1,0–1,05 |
| Faixa de fusão | 1370–1400 ° C. |
| Taxa de encolhimento de fundição | ~ 1,5–2,0% |
5. CASTAÇÃO APREDIÇÃO PARA ATENDENDO CF3M
Aço inoxidável CF3M, uma variante de baixo carbono de 316 ligas de fundição em aço inoxidável, Exibe características favoráveis de elenco que apóiam seu uso generalizado em resistência à corrosão, Componentes de alta integridade.
Atributos da adequação -chave:
- Boa fluidez: Com uma temperatura de vazamento normalmente entre 1550–1600 ° C., CF3M demonstra fluidez suficiente para preencher Geometrias de molde complexas e Seções de parede fina (>3–5 mm).
A presença de níquel e molibdênio suporta ainda mais a estabilidade da fusão e o desempenho da preenchimento de mofo. - Encolhimento moderado (~ 1,5–2,0%): CF3M exibe encolhimento de solidificação previsível, permitindo uma compensação eficaz por meio subsídios de padrões, design de riser, e o uso de Mangas exotérmicas.
Seu comportamento de encolhimento pode ser modelado e gerenciado usando modernas ferramentas de simulação térmica. - Tendência de rachadura quente baixa: A estrutura totalmente austenítica do CF3M, combinado com seu baixo teor de carbono (≤ 0.03%),
resulta em rachaduras de solidificação mínima, Mesmo em peças fundidas geometricamente restritas ou de espessura seccionalmente. - Excelente soldabilidade: O CF3M fundido pode ser soldado usando metais de preenchimento austenítico padrão como ER316L.
Seu baixo teor de carbono limita a precipitação de carboneto durante a soldagem, minimizar o risco de corrosão intergranular.
Recozimento da solução pós-solda é frequentemente aplicado para restaurar a resistência total à corrosão. - Adaptabilidade ao tratamento térmico: CF3M responde bem a recozimento da solução (1040–1100 ° C.) e Tireização,
que homogeneiza a microestrutura, dissolver carbonetos residuais, e maximizar a resistência à corrosão.
Tratamentos de alta resolução de estresse também pode ser empregado para reduzir as tensões residuais em peças fundidas grandes.
Métodos de fundição adequados:
CF3M se adapta bem a vários métodos de fundição, cada uma oferecendo vantagens distintas:
| Método | Pontos fortes | Tolerâncias típicas & Terminar |
|---|---|---|
| Fundição de areia | Econômico para grande, formas simples | ± 0,5 % linear, RA 6–12 µm |
| Moldagem por concha | Tolerâncias apertadas, detalhes finos | ± 0,3 % linear, RA 3-6 µm |
| Elenco de investimento | Geometrias complexas, paredes finas (<2 mm) | ± 0,2 % linear, Ra <3 µm |
| Elenco centrífugo | Alta densidade, porosidade mínima em peças tubulares | ± 0,4 % linear, RA 6-10 µm |
6. Soldagem & Tratamento térmico do aço inoxidável CF3M
O aço inoxidável CF3M é amplamente reconhecido por sua excelente soldabilidade e resposta ao tratamento térmico.
Essas propriedades garantem integridade estrutural, Resistência à corrosão, e desempenho mecânico na fabricação e serviço pós-fundido.
Soldabilidade do CF3M
Um dos pontos fortes do CF3M está em seu excelente soldabilidade, especialmente quando comparado com aços inoxidáveis de alto carbono ou ferrítico.
O baixo teor de carbono (≤ 0.03%) reduz significativamente o risco de precipitação de carboneto de cromo, um fenômeno que causa corrosão intergranular na zona afetada pelo calor (HAZ).
Principais características de soldagem:
- Pré -aquecimento: Normalmente não é necessário devido à estrutura austenítica, Embora pré -aquecimento (~ 100-150 ° C.) pode ser usado para seções grossas para reduzir os gradientes térmicos.
- Metal de enchimento: Uso de preenchimentos correspondentes ou ligeiramente ligados ER316L ou ER317L é recomendado para manter a resistência e a ductilidade da corrosão.
- Controle de entrada de calor: A entrada de calor controlada é essencial para evitar rachaduras a quente e garantir a formação mínima de delta-ferrita delta (Normalmente 3-10% desejável).
- Limpeza pós-solda: A devolução ou passivação é aconselhada a restaurar a resistência à corrosão na superfície da solda.
Tratamento térmico pós-solda (Pwht)
Enquanto o baixo carbono do CF3M reduz o risco de sensibilização, Certas aplicações-particularmente aquelas em ambientes químicos agressivos ou exigindo a máxima resistência à corrosão-pode se beneficiar de pós-soldagem tratamento térmico.
Recozimento da solução:
- Faixa de temperatura: 1040–1100 ° C. (1900–2010 ° F.)
- Propósito: Dissolve qualquer carboneto rico em cromo formado durante a soldagem e restaura a microestrutura austenítica completa
- Tireização: A extinção rápida de água ou ar é essencial para evitar sensibilização e formação de fase sigma
Alívio do estresse (Quando o recozimento da solução não é viável):
- Faixa de temperatura: 300–400 ° C.
- Efeito: Reduz as tensões residuais sem alterar significativamente a resistência à corrosão
- Limitação: Não dissolve carbonetos ou sensibilização reversa
7. Aplicações principais do aço inoxidável CF3M
Equipamento de processo químico
- Bombas: O aço inoxidável CF3M é ideal para bombas usadas no transporte de fluidos corrosivos, particularmente em aplicações que envolvem soluções ácidas ou alcalinas.
- Válvulas: Utilizado em indústrias de processamento químico e farmacêutico, O CF3M fornece durabilidade e resistência à corrosão sob condições de alta e alta temperatura.
- Trocadores de calor: Sua excelente resistência à corrosão e estabilidade de alta temperatura tornam o CF3M um material ideal para trocadores de calor que lidam com a mídia agressiva.
- Vasos do reator: Para reatores processando produtos químicos corrosivos, O CF3M fornece durabilidade a longo prazo e minimiza os custos de manutenção.
Aplicações marinhas e offshore
- Plataformas offshore: Usado em componentes estruturais e sistemas de tubulação expostos à água do mar e atmosferas marinhas.
- Marinho hardware: Válvulas, bombas, e outros componentes que requerem alta resistência à corrosão para suportar a exposição contínua às condições salinas.
- Construção naval: Peças críticas, como lemes, eixos de hélice, e os componentes do casco se beneficiam da capacidade do CF3M de resistir à corrosão da água do mar e manter a integridade sob tensões mecânicas.
Componentes da indústria alimentar e farmacêutica
- Equipamento de processamento de alimentos: O CF3M é usado em equipamentos que lida com agentes de limpeza agressivos e temperaturas extremas, como misturar tanques, Pipelines, e válvulas.
- Produção farmacêutica: O CF3M é amplamente utilizado na fabricação de componentes como reatores e misturadores, onde são necessários ambientes livres de contaminação.
- Engarrafamento e embalagem: Peças em linhas de produção de bebidas, como bicos e acessórios, beneficiar -se da resistência do CF3M a soluções ácidas e alcalinas.
Geração de energia & Indústrias pesadas
- Sistemas de tubulação Em usinas de alta temperatura, manuseando vapor e fluidos químicos.
- Vasos de pressão e peças de turbina que requerem resistência a altas temperaturas, Ciclismo térmico, e mídia corrosiva.
- Trocadores de calor em usinas de energia que lidam com gases quentes ou água de resfriamento que podem conter contaminantes agressivos.
Indústria de petróleo e gás
- Equipamento de fundo de poço: CF3M é usado em componentes como cabeças de poço, válvulas, e tubos que requerem resistência excepcional à corrosão e desgaste durante a extração de óleo.
- Sistemas de pipeline: Seu excelente desempenho em ambos doce e azedo Os ambientes o tornam adequado para oleodutos e gasodutos de alta pressão.
- REFINAR EQUIPAMENTO: CF3M é comumente usado em trocadores de calor, reatores, e unidades de rachaduras em refinarias que processam gás azedo e outros materiais corrosivos.
Outras aplicações críticas
- Vasos de pressão e reatores: A resistência do CF3M à rachadura de corrosão por estresse e excelente resistência à tração o tornam ideal para aplicações de alta pressão, como em reatores químicos ou vasos de alta temperatura.
- Componentes de turbina e compressor: Sua resistência à oxidação a temperaturas elevadas garante a confiabilidade em turbinas e compressores nas indústrias aeroespacial e de geração de energia.
8. Padrões, Equivalentes & Especificações
| Corpo padrão | Designação | Equivalente |
|---|---|---|
| EM | EN-JS 316LM / 1.4408 | - |
| ASTM | A351 CF3M | - |
| ISO | ISO 1083 EN-GJN-316LM | - |
| Ele é | Suh316lm | SUS316L (forjado) |
| NORSOK | DE 17460 GG-316LM | - |
Especificações de compra típicas Ligue para ASTM A351 CF3M peças fundidas com inspeção radiográfica, Limites de dureza de 200 Hb max, e verificação do PMI do conteúdo MO.
9. Comparação de aço inoxidável CF3M com materiais alternativos
| Propriedade / Material | CF3M (316L lançou) | CF8M (316 Elenco) | Cf3 (304L lançou) | CF8C (317 Elenco) | 316L (Forjado) |
|---|---|---|---|---|---|
| Teor de carbono (máx, %) | 0.03 | 0.08 | 0.03 | 0.08 | 0.03 |
| Conteúdo de molibdênio (%) | 2–3 | 2–3 | Nenhum | 3–4 | 2–3 |
| Resistência ao pitting (Madeira) | ~ 25 | ~ 25 | ~ 18 | ~ 30 | ~ 25–27 |
| Resistência ao cloreto | Alto | Moderado - alto | Baixo moderado | Muito alto | Alto |
| Risco de corrosão intergranular | Muito baixo | Moderado | Baixo | Moderado | Muito baixo |
| Resistência à tracção (MPA) | ~ 485–620 | ~ 485–620 | ~ 450-600 | >600 | 515–690 |
| Força de escoamento (MPA) | ~ 170–300 | ~ 170–300 | ~ 170–275 | >300 | 205–310 |
| Alongamento (%) | ≥25 | ≥25 | ≥30 | 20–25 | ≥40 |
| Soldabilidade | Excelente | Bom | Excelente | Moderado | Excelente |
| Resistência de alta temperatura | Moderado | Moderado | Baixo | Alto | Bom |
| Castabilidade | Excelente | Excelente | Excelente | Moderado | Não aplicável |
| MACHINABILIDADE | Moderado | Moderado | Bom | Moderado | Bom |
| Acabamento superficial (conforme fornecido) | Grosso (como fundido) | Grosso | Grosso | Grosso | Suave (enrolado) |
| Nível de custo | Moderado | Moderado | Baixo | Alto | Moderado - alto |
| Casos de uso típicos | Bombas químicas, válvulas, farmacêutico, marinho | Industrial e fuzileiro geral | Comida, produtos químicos leves | Produtos químicos agressivos, Serviço de alta temperatura | Tanques de precisão, tubulação, arquitetura |
10. Conclusão
Aço inoxidável CF3M fica na vanguarda das ligas inoxidáveis fundidas,
Casar a resistência à corrosão equivalente 316L, propriedades mecânicas robustas, e versatilidade do componente fundido.
À medida que as demandas industriais aumentam, O CF3M permite que os engenheiros projetem o complexo,
componentes econômicos que suportam o produto químico mais severo, marinho, e ambientes de processamento.
Aderindo às melhores práticas em controle de química, processamento de fundição, e tratamento térmico pós-solda,
Os fabricantes desbloqueiam o potencial total do CF3M, garantindo a longevidade, confiabilidade, e valor do ciclo de vida.
LangHe é a escolha perfeita para suas necessidades de fabricação se você precisar de alta qualidade peças fundidas de aço inoxidável.
