CF3/CF8/CF3M/CF8M и F304/F316/F304L/F316L Руководство

1. Введение

Нержавеющие стали В семье Austenitic серии 300, доминирующих в отрасли, требующих коррозионной устойчивости, Формируемость, и гигиеническая производительность.

Среди них, Тип 304 и 316 появляются в обоих бросать и коричневый формы, каждый управляется отдельным стандартом и системами обозначения.

Компоненты литой следуют ASTM A351 Обозначения - CF3, CF8, CF3M, CF8M - в то время как кованые и кованые продукты придерживаются ASTM A182 (также отражено в En/DIN «F-Grades»): F304, F316, F304L, F316L.

В следующих разделах, Мы расшифруем эти коды, Сравните их химические данные и микроструктуры, и предложить рекомендации по выбору сортов со складыванием для клапанов, насосные корпусы, трубопровод, и другое оборудование, содержащее давление.

2. Стандарты ASTM & Префиксы

• ASTM A351 обложки отливки нержавеющей стали Для под давлением деталей. В этом стандарте, «C» означает Кастинг, и «F» в кодах классов (например. CF8) Обозначает «актер».
• ASTM A182 управление Покрашения из нержавеющей стали и кованые фитинги. «F» в F304/F316 указывает Ковкость (или кованый продукт).

Префикс	Значение	Стандартный	Типичные типы продуктов
В	Кастинг	A351	Клапанские тела, насосные корпусы
Фон	Ковкость/сочинение	A182	Фланцы, валы, крепеж

3. Кастинг обозначения: CF-серии на ASTM A351

Когда инженеры указывают тела клапанов, насосные корпусы, или сложные коллекторы, Они часто обращаются к ASTM A351 отливки для целостности и сложной геометрии.

В рамках A351 Austenitic Grades, четыре обозначения -CF3, CF8, CF3M, и CF8M—Миррор знакомые кованые оценки 304, 304Л, 316, и 316L, соответственно.

Ниже, Мы декодируем каждую класс серии CF, Выделите его химические и микроструктурные признаки, и объясните, как легирующие настройки приспособитесь к производительности.

CF3

Композиция:

• Хром: 18.0–20,0 мас.%
• Никель: 8.0–10,5 мас.%
• Углерод: ≤ 0.03 wt% (низкий)
• Марганец, кремний, фосфор, сера: за пределы ASTM

Эквивалент: Бросить аналог 304Л (США S30403, В 1.4307).

Ключевые атрибуты:

• Химия с низким уровнем углерода предотвращает осаждение карбида во время медленного пост-материала охлаждения, Устранение сенсибилизации сварной зоны, обычной в сталях с более высокой C.
• Решение отжиг в 1 040 ° C для 30 Протоколы, за которыми следуют притоки воды растворяют любые межпендритные карбиды, дает коэффициент коррозии под 0.1 Мм/год в нейтральных хлоридных средах.
• Предел прочности обычно измеряют ~ 445 МПа, грубо 5 % ниже, чем CF8, но с превосходной межразовой коррозионной стойкостью.

CF8

Композиция:

• Хром: 18.0–20,0 мас.%
• Никель: 8.0–10,5 мас.%
• Углерод: ≤ 0.08 wt%
• Следы элементов в стандартных пределах

Эквивалент: Бросает вклад 304 (США S30400, В 1.4301).

Ключевые атрибуты:

• Стандартный углерод 304 химия обеспечивает сбалансированную коррозионную стойкость и пластичность.
• Дендритные зерна Измерение 1–3 мм, Итак, средняя энергия удара CF8 при –20 ° C (≈ 30 Дж) падает 15 % ниже 304.
• Рентабельный для умеренно коррозионных услуг, Клапаны CF8 сопротивляются утилизации до ~ 0,2 % NaCl в 20 ° C..

CF3M

Композиция:

• Хром: 16.0–18,0 мас.%
• Никель: 10.0–14,0 мас.%
• Молибден: 2.0–3,0 мас.%
• Углерод: ≤ 0.03 wt%
• Незначительное легирование за спецификацию ASTM

Эквивалент: Бросить аналог 316Л (США S31603, В 1.4404).

Ключевые атрибуты:

• Low-C плюс 2–3 % МО поднимает Pren (Эквивалентное число сопротивления ячеек) из ~ 18 (в CF3) до ~ 25, грубо удвоение сопротивления к хлоридному ячелоду.
• Раствор лечение в 1 040 ° C растворяет обогащенные MO-карбиды, предоставление сопротивления ползучести до 250 ° C с < 5 % Потеря силы 1 000 час.
• Управляющий углеводородным и кислым газом Воспользуйтесь минимальной карбидной сетью CF3M и мошеннической пассивной пленкой с усиленной.

CF8M

Композиция:

• Хром: 16.0–18,0 мас.%
• Никель: 10.0–14,0 мас.%
• Молибден: 2.0–3,0 мас.%
• Углерод: ≤ 0.08 wt%
• Другие элементы за пределы ASTM

Эквивалент: Актерская версия 316 (США S31600, В 1.4401).

Ключевые атрибуты:

• Стандартный 316 химия обеспечивает широкую коррозионную стойкость, включая морскую воду и 5 % HCL - в то время как MO борется с локализованной атакой.
• Более высокая прочность на растяжение (~ 480 МПа) В отличие от CF3M делает CF8M подходящим для более толстых срезов и повышенных температурных деталей.
• Повышенная температурная способность: CF8M поддерживает 80 % из тематического уровня урожайности в 300 ° C., опережая CF8 By 20 %.

Краткое содержание: Обозначения и эквиваленты CF

4. Кованые/сварные «F-» оценки в EN/DIN/FSSA

Переход от кастингов к кованым и кованым компонентам, а "F-" Префикс в европейском (Один/твой) и японский (Он/fssa) Стандарты обозначают материалы, поставляемые как бары, фитинги, фланцы, или отделка клапана.

Эти продукты следуют ASTM A182 в США. и соответствуют цифрам ниже.

F304 (В 1.4301 / Айси 304)

• Номинальная композиция: 18.0–20.0 % Герметичный, 8.0–10.5 % В, C ≤0,08 %, Mn ≤2 %, И ≤1 %
• Механические свойства:

• • Предел текучести условный (RP0.2): ~ 215 МПа
  • Предел прочности (Rm): 505–735 МПа
  • Удлинение: ≥ 40 %

• Коррозионные черты:

• • Общая скорость коррозии < 0.1 мм/год в нейтральных носителях
  • Порог ямы ~ 0.2 % Cl⁻ в 20 ° C.

• Приложения: Пищевая сервисная фитинга, Умеренная дежурная отделка клапана, архитектурная отделка

F316 (В 1.4401 / Айси 316)

• Номинальная композиция: 16.0–18.0 % Герметичный, 10.0–14.0 % В, 2.0–3.0 % МО, C ≤0,08 %
• Механические свойства:

• • Предел текучести условный (RP0.2): ~ 205 МПа
  • Предел прочности (Rm): 515–715 МПа
  • Удлинение: ≥ 40 %

• Коррозионные черты:

• • Порог нанесения 0.5 % Cl⁻ - 150 % выше F304
  • Превосходная устойчивость к серной и соляной кислоте

• Приложения: Морские фитинги, Химический процесс клапана, Трубки тепла

F304L (В 1.4307 / AISI 304L)

• Низкоуглеродистый вариант: C ≤0,03 % Предотвращает осаждение хрома-карбина в зонах, затронутых нагреванием сварки (Азартный).
• Механические свойства:

• • RP0.2: ~ 205 МПа (чуть ниже F304)
  • Удлинение: ≥ 45 % (улучшенная формируемость)

• Коррозионные черты:

• • Устраняет межранальную атаку в HAZ без отжигания раствора после протекания
  • Порог ямы: ~ 0.2 % CL⁻

• Приложения: Сварные сосуды давления, Фармацевтические танки, трубопроводы в продовольственной промышленности/напитках

F316L (В 1.4404 / AISI 316L)

• Низкоуглеродистый, Моно: 16–18 % Герметичный, 10–14 % В, 2–3 % МО, C ≤0,03 %.
• Механические свойства:

• • RP0.2: ~ 200 МПа
  • Rm: 485–680 МПа
  • Удлинение: ≥ 40 %

• Коррозионные черты:

• • Высокий Прен (~ 25)-Экспелляция для обслуживания хлорида и киславого газа
  • Стабильность сварной зоны без отжига

• Приложения: Клапаны с кислым сервисом (Среда H₂S), Морские трубопроводы, теплообменники

Перекрестная таблица

5. Сравнительный анализ: Актеры против. Коричневый

Микроструктура & Механические свойства

Тогда как бросить CF-Grades отображать грубые дендритные зерна и прочность на растяжение ASTM вокруг 450 МПА,

Сново F-классы обладает нормальным, Работал зерна с растягиванием ~ 515 МПа и 15–20 % Более высокая ударная прочность при –20 ° C.

Коррозионная производительность

Хотя номинальная химическая связь матч, Запчатки могут содержать микропористость и сегрегацию, приводя к локализованной атаке, если не обработана должным образом тепло.

В отличие, Кованые стали демонстрируют единую композицию, Подача чуть лучшие пороги косички и сопротивление SCC.

Соображения изготовления

Отливаясь от сложных геометрий - впальных тел и корпусов насоса - элимируя десятки операций обработки.

Наоборот, Покрашения стоят дороже за килограмм, но обеспечивают превосходную силу усталости, равномерный поток зерна, и минимальные дефекты.

Расходы & Компромиссные компромиссы

Литейные заводы обычно цитируют 6–8 недель Для пользовательских отливок, в то время как стандартные батончики F-класса и фланцы поставляются в 2–4 недели.

За килограмм, Cast Cf8m бежит вокруг 10 % дешевле, чем кованый F316, Хотя общая стоимость компонентов может отдать предпочтение замысловатым формам.

Аспект	CF8/CF8M/CF3/CF3M (Бросать)	F304/F316/F304L/F316L (Поддельный)
Геометрия	Сложные формы в целом	Более простые формы; может потребовать сварки/изготовления
Механическая прочность	Нижняя прочность; ASTM растяжение ~ 450 МПа	Более высокая прочность; ASTM растяжение ~~ 515 МПа
Коррозионная стойкость	Соответствует композиции (304/316 эквиваленты)	Эквивалентная композиция, немного лучше из -за более тонких зерен
Сварка	Требуется тщательная термообработка	Отличный; Версии с низким содержанием C. Избегайте сенсибилизации
Расходы & Время выполнения	Более низкая стоимость сложных деталей; более длительное время срока	Более высокая стоимость необработанных материалов; быстрая стандартная доставка запасов

6. Приложения & Рекомендации по выбору материала

• CF3/CF8/CF3M/CF8M Components: Клапанские тела, насосные оболочки, Оболочки с тепло-экс-инхалером-где целостность одного часа и запутанные внутренние проходы снижают затраты на сборку.
  CF3M и CF8M появляются в химическом и оффшорном обслуживании, Благодаря устойчивости к хлориду MO.
• F304/F316/F304L/F316L кованые продукты: Трубные фланцы, валы, крепеж, и отделка клапана высокого давления;
  Критические сварные сборы в нефтехимических и энергетических растениях предпочитают низкие варианты C, чтобы избежать коррозии HAZ.
• Матрица решения:

• • Выберите CF-Grades Когда геометрия усложняет обработку, и условия обслуживания не требуют выносливости.
  • Выберите F-Grades Для высоких деталей усталости, тонкостенные секции, или где протоколы QA/QC требуют ультразвуковой проверки кованого материала.

7. Выводы

Несмотря на то, что обмен базовыми химиями, CF3, CF8, CF3M, CF8M (ASTM A351) и F304, F316, F304L, F316L (ASTM A182/EN/DIN) служить отдельным ролям:

• Оценки CF-CAST соответствуют кованым эквивалентам в коррозионной устойчивости и температурной способности, но демонстрируют более грубые микроструктуры и скромно более низкую прочность.
• F-Forced Grades обеспечивают более тонкие зерна, Более высокая прочность, и последовательные свойства-хотя и для критических компонентов с высоким уровнем стресса и усталости.

Понимая эти префиксы и их последствия, Инженеры могут оптимизировать выбор материала - стоимость баланса, производительность, и производительность - чтобы обеспечить надежную, Экономичные компоненты клапана и насоса.

8. Ссылки & Стандарты

• ASTM A351/A351M: «Стандартная спецификация для отливок, Аустенитный, Для содержащих давления деталей »
• ASTM A182/A182M: «Стандартная спецификация для кованых или свернутых фланцев сплав и нержавеющей стали, Кованая фитинга, и клапаны и детали для высокотемпературного обслуживания »
• В 1.4301/1.4307/1.4401/1.4404 (Дин эквивалентов)
• US S30400/S30403/S31600/S31603 обозначения

 

Часто задаваемые вопросы

Чем отличаются CF8 и CF8M?

CF8 Матчи 18–20 %CR - 8–10,5 %NI со стандартным углеродом (≤ 0.08 %), актерский эквивалент 304.

CF8M добавляет 2–3 %мес (16-18% CR-10-14% в 2-3% I, C ≤ 0.08 %), зеркалирование 316 и улучшение питтинга и высокотемпературной силы.

Почему выбирают CF3 или CF3M по сравнению с CF8/CF8M?

CF3 и CF3M ограничить углерод ≤ 0.03 %, Предотвращение сенсибилизации сварной зоны в медленных отливках. CF3 ≈ 304L; CF3M ≈ 316L.

Когда я должен указать литые CF-Grades вместо F-F-Grades?

Использовать См отливки для сложных, Геометрия с цельной (Клапанские тела, насосные корпусы) где стоимость обработки была бы непомерно высокой.

Выбирать Фон Оценки с высоким уровнем стресса, утомляемые или тонкостенные детали (валы, фланцы, крепеж) Требование превосходной прочности и микроструктуры без дефектов.

Какие преимущества представляют F304L и F316L?

Их низкий углерод (≤ 0.03 %) Практически устраняет межгранулярную коррозию в зонах, затронутых нагреванием сварки, Часто удаляя потребность в отжиге после пособия.

Как сравнивать коррозионные сопротивления?

CF8 / CF3 / 304 / F304 сопротивляться ячечкам до ~ 0,2 % CL⁻.

CF8M/CF3M/316/F316 сопротивляться ~ 0,5 % CL⁻.

Низкоуглеродистые варианты (CF3/CF3M/F34L/F316L) Поддерживать эти пороги при обеспечении стабильности сварной зоны.

Требуются ли кастрюли и составные оценки разные тепловые обработки?

Бросить CF-Grades пройти решение отжига в ~ 1 040 ° C для 30 мин и быстрое утоление для растворения карбидов и гомогенизации.

Сново F-классы Обычно следует руководящим принципам ASTM A182: Решение отжиг в 1 040–1 060 ° C для 15 шахта пер 25 мм, затем утомить.

Какой класс предлагает лучшую механическую прочность?

Сново F-классы (НАПРИМЕР., F304, F316) достичь более высокого растяжения (~ 515 МПа) и воздействие на выносливость, чем набрать CF-Grades (~ 450 МПа Растяжение), Из -за более тонких кованых микроструктур.

Как сравнивать стоимость и время выполнения заказа?

См отливки обычно стоят 10–15 % меньше на килограмм для сложных форм, но требуется более длительное время заказа (6–8 недель).

Фон Кованые акции часто поставляются через 2–4 недели, на премию 5–10 % за килограмм.