1. Увођење
ЦФ3 нерђајући челик, Члан породице од нехрђајућег челика Аустенитни ливени, је ливени еквивалент са ниским угљеником популарне коване оцене 304Л (УС С30403).
Дефинисан је под АСТМ А351 и широко се користи у индустријама у којима је отпорност на корозију, завабилност, и капитаљивост су најважнији.
Тхе "Ц" у ЦФ3 значи "отпоран на корозију", "Ф" означава челични разред (304Л еквивалентно), и број "3" Идентификује његов низак садржај угљеника (≤ 0.03%).
Историјски, ЦФ3 се појавио као део одговора на питања корозије у хлоридним и заваривачким апликацијама.
Увођење разреда ниско угљеника средином 20. века био је прекретница која је омогућила развоју заварених структура високог интегритета без потребе за поновним заваривањем топлоте.
Због уравнотежене комбинације економичности, перформансе, и отпорност на сензибилизацију,
ЦФ3 и даље је стратешки важан у ливеним апликацијама од нехрђајућег челика преко хемијских производа, петрохемијски, пречишћавање воде, и сектори за прераду хране.
2. Хемијски састав & Металургија
Номинални хемијски састав
Типични проценат тежине (вт.%) легирајућих елемената у нерђајућем челику ЦФ3, Као што је дефинисано АСТМ А351, јесте:
| Елемент | Типичан распон (вт.%) | Функција |
|---|---|---|
| Хром (ЦР) | 18.0 - 21.0% | Промовише отпорност на корозију кроз пасивно формирање филма |
| Никл (У) | 8.0 - 11.0% | Стабилизира аустенит, Побољшава дуктилност и жилавост |
| Угљеник (Ц) | ≤0,03% | Смањује сензибилизацију; Побољшава заваривост |
| Манган (Мн) | ≥1,5% | Појачава топлу обрадивост; деоксидизер |
| Силицијум (И) | ≤2,0% | Промовише флуидност у ливење; деоксидизер |
| Фосфор (П) | ≤0,04% | Заостали; мора бити минимизиран да би се смањило кршење |
| Сумпорни (С) | ≤0,04% | Заостали; Прекомерно с може умањити жилавост |
| Iron (Фе) | Равнотежа | Матрични елемент |
Тхе Садржај ниског угљеника (≤ 0.03%) значајно ублажава ризик од хромираних карбида у границама зрна током заваривања,
Израда ЦФ3 посебно отпорне на интергрануларну корозију без потребе за заваривањем топлоте.
Микроструктура: Аустенитна матрица & Контрола карбида
ЦФ3 нехрђајући челик има у потпуности Аустенитна микрострукција са кубичним усмереним на лице (ФЦЦ) решетка, што доприноси:
- Одлична жилавост и на амбијенталној и криогеној температурама.
- Не-магнетно понашање У жаруљеном стању.
- Отпорност на пуцање корозије стреса (СЦЦ) У многим окружењима која садржи хлориде.
Због свог ниског садржаја угљеника, ЦФ3 садржи Минимални хромирани карбиди, Посебно у границама зрна.
Ово побољшава отпорност на сензибилизацију, услов у којем се зоне хром исцрпљене зона и постају рањиви на корозивни напад.
Неки резитуални делта ферит (обично < 10%) може бити присутан након очвршћивања, Посебно у компонентима од песка.
што помаже у спречавању врућег пуцања током очвршћивања, али има минималан утицај на отпорност на корозију или жилавост када се чува на контролисаним нивоима.
3. АСТМ А351 ЦФ3 и Глобални еквиваленти
| Стандардни | Означавање | Регион | Еквивалентна оцена |
|---|---|---|---|
| АСТМ А351 | ЦФ3 разред | САД | Ниско угљеник од Царбона 304Л |
| АСМЕ СА-351 | ЦФ3 разред | САД (Код котла) | Усклађивање посуда под притиском |
| У 10283 | ГКС2ЦРНИ19-11 | Европска унија | Ливена верзија 1.4306 (304Л) |
| ИСО 11972 | Г-к2црни19-11 | Међународни | Глобални хармонизовани еквивалент |
| Он Г5121 | СЦС13А | Јапан | 304Л бацам оцену |
4. Механичка својства
| Механичка имовина | Типична вредност |
|---|---|
| Затезна чврстоћа | ≥485 МПА |
| Снага приноса (0.2% зборник) | ≥205 МПА |
| Издужење | ≥30% |
| Тврдоћа | 140-190 ХБ |
| Жилавост (Темп.) | > 100 ј (Цхарпи В-Бетцх) |
| Граница издржљивости умор | 240-270 МПА (у ваздуху, углађен) |
| Отпорност на пузање | Умерено до 870 ° Ц |
На повишеним температурама, Снага затезања и приноса смањују се постепено, Али легура задржава довољан структурни интегритет до 400-500 ° Ц, што га чини одрживим за умерену термичку услугу.
5. Термички & Физичка својства
| Имовина | Вредност |
|---|---|
| Густина | ~ 7.9 г / цм³ |
| Топлотна проводљивост | ~ 16 в / м · к (на 100 ° Ц) |
| Коефицијент експанзије | 17.3 μм / м · ° Ц (20-400 ° Ц) |
| Електрична отпорност | 0.72 ω · м |
| Магнетни одговор | Неагнетнички (жарозан) |
| Отпорност на оксидацију | Добри до ~ 800 ° Ц |
6. Карактеристике ливења од нехрђајућег челика ЦФ3
ЦФ3 еквивалент од нехрђајућег челика од нехрђајућег челика од 316 доношења молибдена-појачаног отпора корозије у сложене геометрије.
Да искористе свој пуни потенцијал, Ливнице морају да чине јединствено понашање ливења, Од руковања толт до ЦОУТИФИКАЦИЈЕ.
Флудност & Температура изливања
ЦФ3 се топи између 1450 ° Ц и 1550 ° Ц, нешто више од ЦФ8 због свог садржаја МО.
На препуштеном препуштању 1500-1560 ° Ц, ЦФ3 постиже флуидност 220-280 мм (ИСО 243), Омогућавање испуњавања танких зидова 4 мм.
Међутим, Прекомерно суперхеат може се повећати пикап за гас и оксидација, Дакле, оператори обично ограничавају прегревање 50 ° Ц течност.
Распон солидације & Скупљање
Са а асортиман замрзавања приближно 60-90 ° Ц, ЦФ3 се учвршћује преко ширег интервала температуре од једноставних аустенитних легура.
Сходно томе, то показује линеарно скупљање од 1.9-2.3 %, Потребно је да пажљиво смањивање компензације узорака у обрасцу.
Да се спречи Порозност средишње линије, Инжењери запошљавају усмерено учвршћивање: постављање изолованих рисера изнад врућих тачака и коришћење охладити да се убрзају смрзавање у дебелим пресецима.
Храњење & Дизајн за рисере
С обзиром на његову умерену скупљање, ЦФ3 одливци имају користи од рисера величине да се хране 30-40 % од масе ливења које подржавају.
Термичка симулација коначног елемента често води постављање успона, Осигуравање непрекидног протока метала у зоне уговарања.
Додатно, Егзотермне рукаве На критичним успонима продужено продужење живота без повећања општем обима калупа.
Дегастирање, Деоксидација & Инокулација
Да минимизира величину порозности, ливнице обично аргон-чист растопљени ЦФ3 пре него што се излива.
Они такође додају силицијум (0.3-0.6 %) и алуминијум (0.02-0.05 %) деоксидизери, који чине стабилне оксиде и смањити растворени кисеоник.
Коначно, мали инокулант у реткој земљи (Нпр., 0.03-0.05 % Фе -Шта -Шта) промовише у реду, Униформ Δ-ферит и спречава микросхринкажу, Повећавање механичке конзистентности.
Погодне методе ливења за нерђајући челик ЦФ3
| Метода ливења | Типичне апликације | Предности | Разматрања |
|---|---|---|---|
| Ливење песка (Зелено или без печења) | Тела вентила, кућишта пумпе, прирубница | - економично за велике делове - Флексибилно за разноврсне дизајне |
- Ругатска површинска завршна обрада (РА 6-12μм) - чвршћа контрола потребна за порозност |
| Ливење калупа за шкољке | Омоти инструмента, мали вентили | - Добра димензија (± 0,3%) - Фина површинска завршна обрада (РА 3-6μм) |
- скупље калупе - најбоље за мале до средње дијелове |
| Инвестиционо ливење (Изгубљени восак) | Подметач, Медицински арматура, Компоненте високо прецизних | - Одлична површинска завршна обрада (По < 3 μм) - Висока геометријска сложеност |
- Виши трошак - Ограничено на мале средње делове |
| Центрифугално ливење | Чашица, прстен, Секције цеви | - Висока густина - ниска порозност - Добра механичка својства у радијалном правцу |
- Погодно само за ротационално симетричне делове |
| Вакуумско ливење | Критичне компоненте у ваздухопловству, Нуклеарне апликације | - Смањена оксидација - Чистач микроструктуре |
- скупо - захтева специјализовану опрему |
| Каливо за керамику | Сложени делови отпорни на топлоте | - Одлични детаљ површине - Добра димензија прецизност |
- Дуже време припреме калупа - Виши трошак |
Практике за топлотну обраду
Након ливења, ЦФ3 обично се подвргава Решење жарења у опсегу 1040-1120 ° Ц (1900-2050 ° Ф) праћено брзом гашењем воде. Овај процес служи више од ЕУР:
- Раствара преостале карбиде, Обнављање отпорности на корозију
- Хомогенизује микроструктуру, Елиминисање сегрегације од очвршћивања
- Побољшава дуктилност и жилавост уклањањем делта ферите или ломљивих фаза
Строг контрола температуре Током жарења је критично. Недовољне стопе за гашење могу резултирати сензибилизација и исцрпљивање хромима у границама зрна, Компромитујући отпорност на корозију.
7. Отпорност на корозију
Општа корозија
У неутралном и благо киселом окружењу, ЦФ3 одржава одличан отпор услед пасивног филма богатог хромима. Стопе корозије су обично < 0.05 мм / година у питким водама и системима отпадних вода.
Локализована отпорност на корозију
Легура показује добре перформансе у окружењима која садрже хлориде до ~ 200 ппм:
- Еквивалентни број отпора за копирање (Дрва): ~ 18
- Критична температура питће (Цпт): ~ 20-25 ° Ц (варира са нивоом хлорида)
Пуцање корозије на стрес-корозирање (СЦЦ)
ЦФ3-ов низак садржај угљеника побољшава отпорност на СЦЦ у окружењима који носе хлориде, Посебно у распону од 50-100 ° Ц, Позната опасна зона за аустенитне оцене.
8. Измишљотина & Обрада
ЦНЦ обрада
ЦФ3 машине упоредно са кованом 304, са индексом обрађености од ~ 45 % (где 304 једнакост 50 %).
Трговине обично користе алате за карбиде, Брзине сечења од 100-150 м / мин, и храни се 0.12-0,18 мм / рев, испоручујући површину око ра 1.6 μм.
Заваривање
Фабрикатори заваривање ЦФ3 користећи 309 или 312 Легуре за пуњење без загревања.
Пост-заваривање жарења на 1,050 ° Ц током једног сата обнавља отпорност на корозију, Смањивање делта-ферита и растварање карбида за заваривање.
Формирање & Придружити се
Иако је радна средства за стврдњавање ЦФ3 заостајала у карбонски челик, то толерише смањење хладног формирања до 40 %.
Да се спречи пролећа, Дизајнери препоручују савијање радију од најмање 3 × дебљине материјала.
9. Апликације од нехрђајућег челика ЦФ3
Вентили, Пумпе, и прикључци у третману воде
У општинским и индустријским објектима за пречишћавање воде, ЦФ3 нехрђајући челик је материјал избора за:
- Тела за вентиле и бонкери
- Објекти и намерни носачи
- Оков и спојница цеви
Његова отпорност на корозију изазвану хлоридом, Чак и у Блацкисх или благо сланим окружењима, Осигурава дуг радни век са минималним одржавањем.
Садржај ниског угљеника смањује ризик од сензибилизација током заваривања, што је критично за системе за задржавање притиска.
Петрохемијски и уље & Компоненте за гас
Индустрија нафте и гаса често користи ЦФ3 за Одливци који наилазе на корозивне течности, укључујући угљоводонике, водоник сулфид, и окружење богата богатима. Уобичајене апликације укључују:
- Кућишта компресора
- Компоненте разводника и дијаграма
- Вентили за мерење и прирубнице
Упрљати- и средњи системи, ЦФ3 помаже у спречавању пуцање корозије на стрес-корозирање (СЦЦ) и прикудан, који се убрзавају са високим садржајем хлорида или влажним киселим гасом.
Обрада хране и фармацеутске опреме
Хигијенске процесне системе захтевају материјале са одличном отпорношћу на корозију, Смоотх површинска завршна обрада, и компатибилност са средствима за чишћење (ЦИП / СИП). ЦФ3 одговара овим захтевима, чинећи га погодном:
- Санитарни вентили и фитинги цеви
- Опрема за мешање и мешање
- Пумпе за дозирање и кућишта
То је Аустенитна микрострукција, што остаје стабилно чак и након поновљених циклуса стерилизације, помаже да се састане ФДА и 3-Санитарне стандарде У критичним производним окружењима.
ГЕНЕРАЦИЈА И МАРИНА ГЕНЕРАЦИЈА И МАРИНА
- Компоненте система паре и кондензата
- Пумпе за морске воде и делови вентила
- Крајњи поклопци измјењивача топлоте
Његова отпорност на водени корозија, биофоулинг, и Оксидација на повишеним температурама Појачава дуготрајност компонената у овим агресивним подешавањима.
У морском окружењу, ЦФ3 се поуздано врши у оба Површинска и потопљена услуга.
Остале апликације у настајању
- Системи за руковање водоником: Због своје магнетне и пукотине отпорне природе
- Полуководне алате за обраду мокрога: Где је ултра чиста, Неактивни материјали су потребни
- Компоненте које се производе додатке: За смањену тежину и сложену интеграцију дизајна
10. Поређење са алтернативним материјалима
Одабир одговарајуће оцене нерђајућег челика за дату пријаву захтева дубоко разумевање компромиса у перформансама између доступних опција.
ЦФ3 нерђајући челик, Као што је еквивалент ниско угљеника од 304Л, често се упоређује са сродним легурама као што су ЦФ3М, ЦФ8, ЦФ8М, и ковано 304 нехрђајући.
| Имовина | ЦФ3 (304Ја сам бацао) | ЦФ3М (316Ја сам бацао) | ЦФ8 (304 Лишити) | ЦФ8М (316 Лишити) | 304Ковао сам |
|---|---|---|---|---|---|
| Молибден (Мо) Садржај | Не | Да | Не | Да | Не |
| Садржај угљеника | ≤ 0.03% (Низак угљеник) | ≤ 0.03% (Низак угљеник) | ≤ 0.08% | ≤ 0.08% | ≤ 0.03% (Низак угљеник) |
| Отпорност на хлориде | Умерен | Одличан | Умерен | Одличан | Умерен |
| Отпорност на питтинг (Дрва) | ~ 18 | ~ 25-27 | ~ 20 | ~ 25-27 | ~ 18 |
| Отпорност на корозију | Добри | Одличан | Умерен | Одличан | Добри |
| Завабилност | Одличан | Одличан | Умерен | Умерен | Одличан |
| Трошак | $$ | $$$ | $$ | $$$ | $$ |
| Снага (Затезан) | ~ 485 МПА | ~ 500 МПА | ~ 510 МПА | ~ 520 МПА | ~ 520 МПА |
| Издужење | ~ 40% | ~ 45% | ~ 45% | ~ 45% | ~ 45% |
| Обликавост | Одлично за ливене делове | Одлично за ливене делове | Добро за делове од ливених | Добро за делове од ливених | Одличан (за ваљане или формиране делове) |
| Апликације | Водени системи, Делови за храну | Хемијски, маринац, на одбору | Општи индустријски делови | Маринац, хемијски, на одбору | Висока дуктилност, Танки зидни делови |
11. Закључак
Укратко, ЦФ3 нехрђајући челик спаја доказану отпорност на корозију 304 са свестраност ливења.
Његова уравнотежена хемија, Робусни механички профил, и доказано дугорочно издржљивост чине ЦФ3 ауторитативним избором за средње корозивно окружење.
Штавише, са годишњом глобалном производном производом већом 50,000 тоне и стопе отпада испод 6 %, ЦФ3 доноси и економске и перформансе предности.
Радујући се, Интегрисање ЦФ3 у хибридни радни токове за ливење и истраживање површинских третмана обећања да ће проширити своју услужни коверти-осигурати ЦФ3, остаје легура каменчака у индустријским апликацијама.
Лангхе је савршен избор за ваше производне потребе ако вам је потребан квалитетан квалитет одливљивање од нехрђајућег челика.
Често постављана питања на ЦФ3 нерђајућем челику
Је ЦФ3 нерђајући челик погодан за апликације са високим температурама?
ЦФ3 је генерално Погодно за апликације умјерене температуре (До око 800 ° Ф или 427 ° Ц).
За висе температуре, или када отпорност на оксидацију на повишеним температурама је критично,
Остале оцене попут ЦФ8М или 316 нерђајући челик може бити прикладнији због побољшаних својстава високог температуре.
ЦФ3 може бити заварен?
Да, ЦФ3 нерђајући челик је високо заварив. Његов низак садржај угљеника минимизира ризик од формирања карбида током заваривања, Смањење шансе за интергрануларну корозију.
Међутим, Увек се препоручује за употребу одговарајуће технике заваривања и Пост-заваривање топлотних третмана Када радите са овим материјалом у критичним апликацијама.
Је ЦФ3 погодан за криогене апликације?
Да, ЦФ3 показује добру жилавост на ниским температурама, чинећи га погодном за употребу у криогеним апликацијама као што су течни природни гас (Лнг) Складиштење и транспорт.
ЦФ3 може бити топлотно третирано?
ЦФ3 углавном не значи топлота у сврху јачања. Међутим, Може се жарити да се ослободи стресова и побољша израду.
Како ЦФ3 од нехрђајућег челика наступа у морској води?
ЦФ3 понуда Умерен отпорност на морска корозија, али није тако отпоран као ЦФ3М или ЦФ8М, који су побољшали отпорност на хлориде због присуства молибден.
У Поморска окружења са високим сланост, ЦФ3 може да доживе неке Питтинг Цорросион временски, па је ЦФ3М или ЦФ8М могао бити погоднији.
Како треба одржавати нехрђајући челик ЦФ3?
Редовно одржавање нерђајућег челика ЦФ3 укључује:
- Чишћење: Уклањање контаминаната као што је хлор, соли, и хемикалије које би могле проузроковати локализоване корозије.
- Инспекција: Провера било каквих знакова прикудан или Цревице Цорросион, посебно у маринац или Хемијска окружења.
- Заваривање: Обезбеђивање исправности пост-заваривање топлотни третман Да бисте избегли пуцање или сензибилизацију.
ЦФ3 ЦФ3 нехрђајући челик се користи у апликацијама за контакт са храном?
Да, ЦФ3 се често користи у Опрема за прераду хране због ње отпорност на корозију и Једноставност чишћења.
То је у складу са тим ФДА и 3-Санитарне стандарде, чинећи га погодном избором за санитарни вентили, пумпе, и цевоводи.
