1. Introduktion
CF8M rostfritt stål är en gjuten austenitisk rostfritt stållegering, Standardiserad under ASTM A351, A743, och A744, Med UNS -beteckning J92900.
Det är i huvudsak den rollen som skaffas 316 rostfritt stål, införlivande molybden (Mo) in i krom-nickel (Cr-nie) matris för att ge förbättrad motstånd mot lokal korrosion.
Framväxande i mitten av 1900-talet tillsammans med den ökande industriella efterfrågan på kostnadseffektiv, korrosionsbeständiga material,
CF8M rostfritt stål har sedan dess blivit ett val av material i applikationer som involverar kemisk bearbetning, marinexponering, och livsmedelsmiljöer.
Det som skiljer CF8M är dess unika förmåga att kombinera gjutbarhet med högpresterande korrosionsbeständighet och mekanisk styrka-karakteristik som inte ofta finns samtidigt i en enda legering.
2. Kemisk sammansättning & Mikrostruktur
CF8M: s kemiska sammansättning styrs tätt för att möta specifika mekaniska och korrosionsbeständiga prestanda riktmärken. Den typiska nominella kompositionen visas nedan:
| Element | Vikt % |
|---|---|
| Kol (C) | ≤. 0.08 |
| Mangan (Mn) | ≤. 1.5 |
| Kisel (Och) | ≤. 2.0 |
| Fosfor (P) | ≤. 0.04 |
| Svavel (S) | ≤. 0.04 |
| Krom (Cr) | 18.0–21.0 |
| Nickel (I) | 9.0–12.0 |
| Molybden (Mo) | 2.0–3.0 |
| Järn (Fe) | Balans |
Ur metallurgisk synvinkel, Rostfritt stål CF8M har en helt austenitisk matris (FCC -struktur), vilket säkerställer utmärkt seghet även vid kryogena temperaturer.
En kontrollerad mängd delta -ferrit (3–10%) är ofta närvarande i mikrostrukturen för att förhindra het sprickor under stelning, särskilt i tjockare gjutningar.
Denna dubbelfasstruktur bidrar också till svetsbarhet och mekanisk stabilitet.
Tillägget av molybden spelar en nyckelroll i undertrycket av intermetallisk fasbildning och förbättrar resistensen mot pitting och sprickorrosion.
Lågkolinnehåll (≤. 0.08%) minskar risken för karbidutfällning vid korngränser, därmed förbättra resistensen mot intergranulär korrosion.
3. Standarder & Ekvivalenter
CF8M är standardiserad över olika globala koder, säkerställa tillämpbarhet:
| Standard | Beteckning |
|---|---|
| Astm | A351/A743/A744 CF8M |
| Oss | J92900 |
| I | 1.4408 (Gx5crnimo19-11-2) |
| Iso | X5crnimo17-12-2 |
| Han är (kasta) | SCS14 |
Det är direkt jämförbart med smides 316 rostfritt stål (USA S31600), även om den gjutna versionen kan ha något annorlunda ferritinnehåll och mekaniska toleranser.
4. Mekaniska och fysiska egenskaper hos CF8M rostfritt stål
| Egendom | Värde / Räckvidd |
|---|---|
| Dragstyrka (UTS) | 485–620mpa |
| Avkastningsstyrka (0.2% offset) | 205–275mpa |
| Förlängning vid fraktur | ≥30% |
| Brinell -hårdhet (Hb) | 150–200 |
| Charpy påverkar seghet (Rt) | ≥60J |
| Trötthetsgräns (10⁷ Cykler) | ~ 200mpa |
| Densitet | ~ 7,98 g/cm³ |
| Termisk konduktivitet (100 ° C) | ~ 16w/m · k |
| Termisk expansion (20–100 ° C) | 16.5 × 10⁻⁶/k |
| Specifik värmekapacitet | ~ 500J/kg · k |
| Elektrisk resistivitet (20 ° C) | ~ 0,74 µΩ · m |
| Elastisk modul | ~ 193gpa |
| Magnetisk permeabilitet | ~ 1.02 (omagnetisk) |
| Smältområde | ~ 1370–1400 ° C |
| Linjär krympning (kasta) | 1.8–2.2% |
5. Korrosionsmotstånd för rostfritt stål CF8m
CF8M rostfritt stål är känt för sitt enastående korrosionsmotstånd, särskilt i kloridrik, sur, och marinmiljöer.
Detta beror på dess noggrant balanserade komposition, inklusive molybden (2.0–3.0%),
vilket förbättrar dess avsevärt gropmotstånd och sprickorrosion motstånd, gör det till ett lämpligt val för Kritiska industriella tillämpningar.
Allmän korrosionsmotstånd
CF8M -utställningar utmärkt motstånd till allmän korrosion i olika miljöer, inklusive milda syror och kloridlösningar.
Alloy's krom Innehållsformer a skyddsoxidskikt på ytan, vilket förhindrar ytterligare nedbrytning.
Detta gör CF8M idealisk för användning i kemiska reaktorer, värmeväxlare, och rörsystem utsatt för spädda syror eller aggressiva kemikalier.
Pitting och sprickkorrosionsmotstånd
De Piting Resistance Equivalent Number (Trä) CF8M är vanligtvis 23–25, vilket indikerar dess höga motstånd mot lokaliserad korrosion såsom grop och sprickorrosion i kloridmiljöer.
Jämfört med Cf8 (304 kasta), som har en pren om 17, CF8M överträffar det i mycket aggressiva miljöer som havsvatten eller kemiska bearbetningslösningar.
Till exempel, I exponeringstester i havsvatten, CF8M -komponenter förblev opåverkade av grop eller sprickorrosion över halvår, medan Cf8 uppvisade betydande korrosion på mindre än tre månader.
Stresskorrosionsprickor (SCC) Motstånd
CF8M rostfritt stål har överlägset motstånd till stresskorrosionsprickor (SCC), särskilt i kloridbärande miljöer, På grund av dess låga koldioxidinnehåll och närvaron av molybden.
Medan alla austenitiska rostfritt stål är mottagliga för SCC, CF8M presterar bättre än Cf8 (304 kasta), vilket är mer benäget att spricka under stress i kloridrika lösningar.
I tester där CF8M utsattes för hög dragspänning och kloridmiljöer, Legeringen visade ingen sprickbildning, däremot Cf8 uppvisade synlig sprickor inom veckor under liknande förhållanden.
Detta gör CF8M lämpligt för applikationer i marinmiljöer, kemisk bearbetning, och rörsystem utsatt för hög dragspänning.
Jämförelse med andra rostfritt stållegeringar
Jämfört med Cf8 (304 kasta) och Cf3m (316L gjutna), CF8M -utställningar överlägsen korrosionsmotstånd över olika faktorer som grop, sprickorrosion, och allmän korrosion.
Tillägg av molybden ökar CF8M: s motstånd mot kloridinducerad grop, tillhandahåller en mer pålitlig alternativ för branscher som hanterar havsvatten eller kemisk exponering.
Här är en snabb jämförelse:
| Egendom | CF8M | Cf8 (304 kasta) | Cf3m (316L gjutna) |
|---|---|---|---|
| Mo -innehåll | 2.0–3.0% | Ingen | 2.0–3.0% |
| Gropmotstånd (Trä) | 23–25 | 17 | 23–25 |
| Allmän korrosion | Excellent | Måttlig | Excellent |
| Sprickorrosion | Excellent | Dålig | Excellent |
| Stresskorrosionsprickor | Bra | Dålig | Bra |
CF8M'S gropmotstånd, allmän korrosionsmotstånd, och stresskorrosionsprickningsmotstånd är alla markant bättre än Cf8 (304 kasta), medan den upprätthåller jämförbar prestanda med Cf3m (316L gjutna).
Detta gör det till en föredraget material i hårda miljöer där korrosionsmotstånd är viktigast.
Motstånd mot svavelbärande syror
Rostfritt stål CF8M är särskilt resistent mot svavelsyra och andra svavelbärande syror.
Dess prestanda i dessa miljöer gör det mycket lämpligt för kemiska bearbetningsapplikationer, såsom reaktorer och värmeväxlare hantering svavelsyra.
Till skillnad från andra material, CF8M motstår nedbrytning från svavelsyra upp till 10% koncentration, säkerställa livslängd och minska underhållskostnaderna.
6. Gjutning av lämplighet för rostfritt stål CF8M
När du specificerar rostfritt stål CF8M för gjutkomponenter, ingenjörer drar nytta av ett material som kombineras Utmärkt korrosionsmotstånd med robust gjutbarhet.
Nedan följer de viktigaste attributen och rekommenderade processer som gör CF8M till ett idealiskt val i krävande industrier.
Viktiga lämplighetsattribut
Bra flytande
Först och främst, CF8M flyter lätt i formar när de hälls på 1 550–1 600 ° C, uppnå en flytande av 250–300 mm (Iso 243).
Denna nivå av fluiditet stöder tunnväggssektioner ner till 4 mm och intrikata geometrier utan kalla stängningar.
Måttlig krympning
Dessutom, CF8M uppvisar en förutsägbar linjär krympning av 1.8–2.2 %, som effektivt kan kompenseras genom mönsterbidrag och stigande design.
Genom att modellera stelning med CFD eller termisk-FEA, gjuterier kan minimera mittlinjens porositet och uppnå snäva dimensionella toleranser.
Låg varma krackningstendens
Dessutom, den kontrollerade 3–7 % D - ferrit Innehåll i CF8M: s mikrostruktur minskar avsevärt stelning av stelning.
Som ett resultat, Även i sektioner med plötsliga tvärsnittsförändringar, Legeringen motstår varma tårar och upprätthåller integritet.
Svetreparatorisk
Rostfritt stål CF8M -gjutningar accepterar standard 316/316L Filler Metals och skryta Utmärkt svetsbarhet, Tack vare deras lågkol och balanserade ferrit -austenitstruktur.
Post -svetslösning glödgning återställer ytterligare korrosionsbeständighet, säkerställa hållbara reparationer.
Anpassningsbarhet i värmebehandling
Slutligen, CF8M svarar bra på lösning glödgning (1 040–1 100 ° C) och snabb släckning.
Stress -relief -behandlingar vid 650–750 ° C kan också minska restspänningar utan att kompromissa med passivitet, Bevilja designers flexibilitet vid nedströmsbehandling.
Lämpliga gjutningsmetoder för CF8M rostfritt stål
| Metod | Användning | Fördelar | Ytfinish | Dimensionell noggrannhet | Hänsyn |
|---|---|---|---|---|---|
| Sandgjutning | Stora pumphus, ventilkroppar | Kostnadseffektivt för tungt, stora delar; flexibel mögelgeometri | RA 6–12 um | ± 0,5% linjär | Kräver god sandkvalitet och stigande design för att kontrollera porositet |
| Skalformning | Medelstora delar, komponenter med hög värde | Fint detalj, överlägsen ytfinish; styv mögel minskar snedvridningen | RA 3-6 um | ± 0,3% linjär | Högre verktygskostnad; Bäst för måttliga volymer |
| Investeringsgjutning | Små, intrikata former (impeller, beslag) | Utmärkt detalj och finish; minimal bearbetning | Ra < 3 um | ± 0,1 mm | Högre kostnad per del; Begränsad till mindre gjutningar |
| Centrifugalgjutning | Cylindriska delar (rör, bussningar, rotorer) | Förbättrad densitet, riktningsstyrka, minimal porositet | RA 6-10 um | ± 0,4% linjär | Kräver specialiserad utrustning; geometri begränsad till axymmetrisk |
7. Svetsning & Värmebehandling av rostfritt stål CF8M
CF8M är lätt svetsbar med konventionella processer som GTAW (Tigga), Smaw (stick), och gmaw (MIG).
Fillermetaller såsom ER316L eller E316L-16 rekommenderas vanligtvis att upprätthålla korrosionsbeständighet över svetsazonen.
Dock, Försiktighet måste utövas när det gäller värmeinmatning.
Överdriven värme kan resultera i sensibilisering - formation av kromkarbider vid korngränser - vilket komprometterar korrosionsmotstånd. För att mildra detta:
- Post-svetslösning glödgning utförs ofta vid 1040–1120 ° C, följt av snabb släckning.
- Undvik långsam kylning i intervallet 600–850 ° C för att förhindra bildning av sigmafas.
För kritiska tillämpningar, Stressavlastande behandlingar kan genomföras vid ~ 650 ° C i 1-2 timmar, särskilt för att mildra restspänningar från bearbetning eller svetsning.
8. Nyckelapplikationer
CF8M: s korrosionsmotstånd, mekanisk styrka, och castabilitet gör det idealiskt för applikationer i olika branscher:
- Kemisk bearbetning: Reaktorer, tankar, flänsar, pumps
- Olja & Gas: Undervattensventiler, separatorer, och kontakter
- Marin: Axlar, impeller, havsvattenrörssystem
- Mat & Farma: Sterila ventiler, rörbeslag, blandningsblad
- Kraftproduktion: Turbinhus, kondensatorer, bränsleinsprutare
9. Jämförelse med alternativa material
Rostfritt stål CF8M används allmänt på grund av dess balans mellan korrosionsbeständighet, mekaniska egenskaper, och kastbarhet.
Dock, i materialval, Det är viktigt att jämföra CF8M med alternativa rostfritt stålkvaliteter och smidesekvivalenter för att bestämma lämpligheten för specifika servicemiljöer.
Här är en jämförande översikt:
| Egendom / Särdrag | CF8M (Kasta 316) | Cf8 (Kasta 304) | Cf3m (Låg-C 316L) | Cf8c (Stabiliserad 347-typ) | Dekorerad 316 / 316L ss |
|---|---|---|---|---|---|
| Kompositionens höjdpunkter | Cr 18%, I 9%, MO 2–3% | Cr 18%, I 8% | Cr 18%, I 9%, MO 2–3%, C ≤ 0.03% | Cr 18%, I 10%, TB-stabiliserad | Liknar CF8M / Cf3m |
| Korrosionsmotstånd (Trä) | ~ 25 (måttlig till hög) | ~ 19–20 (lägre) | ~ 25–26 (hög, särskilt i svetsar) | ~ 20–21 | 25–26 (smides har mer enhetligt korn) |
| Kloridmotstånd | Bra | Rättvis | Mycket bra | Rättvis till bra | Utmärkt i L -klass |
| Svetbarhet | Excellent | Excellent | Överlägsen (låg risk för sensibilisering) | Excellent (på grund av NB -stabilisering) | Excellent |
| Het sprickmotstånd | Bra (med kontrollerad ferrit) | Måttlig | Bättre (nedre C, mer ferrit) | Mycket bra | Mycket bra |
| Dragstyrka (MPA) | ~ 485–585 | ~ 450–550 | ~ 450–550 | ~ 500–600 | ~ 500–620 |
Förlängning (%) |
~ 30–35 | ~ 30–40 | ~ 35–40 | ~ 30–35 | ~ 40–50 |
| Krypa & Hög tempobilitet | Måttlig upp till 600 ° C | Måttlig | Lägre (Begränsad krypstyrka) | Överlägsen (OBB stabiliserar korntillväxt) | Bättre än gjutna betyg (i allmänhet) |
| Kastbarhet | Excellent | Excellent | Bra (Lägre C kan minska fluiditeten) | Måttlig | Inte tillämplig |
| Bearbetbarhet | Rättvis till bra | Bra | Rättvis | Rättvis | Bra |
| Typiska applikationer | Ventiler, pumps, maringjutningar | Arkitektonisk, allmän utrustning | Bio/farma delar, lågtempkärl | Petrokemisk, högtidstjänster | Tryckkärl, strukturrör |
| Kosta | Måttlig | Lägre | Något högre | Högre | Högre (BEMÄRKNINGSKOSTNAD) |
Nyckelavtagare
- CF8M vs. Cf8: CF8M erbjuder bättre korrosionsmotstånd på grund av molybden men är något dyrare. Idealisk för marin, livsmedelskvalitet, och kemiska processapplikationer.
- CF8M vs. Cf3m: CF3M har bättre svetsbarhet och minskad risk för sensibilisering, vilket gör det att föredra i mycket frätande miljöer och svetsade strukturer, som läkemedelsfartyg.
- CF8M vs. Cf8c: CF8C är överlägsen för förhöjda temperaturapplikationer, Tack vare niobstabilisering som förbättrar krypstyrkan.
- CF8M vs. Dekorerad 316/316L: Smidesmaterial ger bättre duktilitet och ytfinish, Men CF8M erbjuder designflexibilitet för stora, komplexa komponenter.
10. Slutsats
Sammanfattningsvis, Rostfritt stål CF8M är en högpresterande gjutlegering skräddarsydd för användning i frätande och mekaniskt krävande miljöer.
Dess optimerade CR-NI-MO-kemi, Balanserad austenitisk-ferritisk mikrostruktur, och utmärkt gjutbarhet gör det till ett pålitligt material i branscher som sträcker sig från olja och gas till läkemedel.
Oavsett om det är utplacerat i aggressiva marina förhållanden eller sterila livsmedelsförädlingsmiljöer, CF8M levererar konsekvent pålitlig, långsiktig.
CF8M förblir ett branschens riktmärke för ingenjörer och metallurgister som söker en kostnadseffektiv lösning med enastående motstånd mot korrosion och mekanisk stress.
Langel är det perfekta valet för dina tillverkningsbehov om du behöver högkvalitativ rostfritt stålgjutningar.
