1. giriiş
CD4MCU (UNS numarası J93370 ile çift yönlü dökümler için ASTM A890 Sınıf 1A gibi dökme çelik spesifikasyonlarına yaygın olarak tedarik edilir) yüksek mukavemeti bir araya getiren amaca yönelik tasarlanmış dubleks paslanmaz dökümdür, lokal korozyona karşı yüksek direnç, ve iyi erozyon/kavitasyon direnci.
Onun kimyası (yüksek krom, molibden, orta derecede nikel ile bakır ve nitrojen) ve iki fazlı (ferrit + Östenli) Mikroyapı, CD4MCu'yu zorlu ıslak servis dönen bileşenleri için popüler bir seçim haline getiriyor (pervane, pompa kasaları), vanalar, ve klorüre maruz kalan diğer döküm donanımlar, erozyon veya mekanik yük mevcut.
2. CD4MCu Paslanmaz Çelik Nedir??
CD4MCu bir dubleks (Ferritik -) paslanmaz çelik kalite esas olarak döküm ürün formlarında sağlanır.
Dengeli bir çift yönlü mikro yapı verecek şekilde formüle edilmiştir (≈ İyi işlenmiş dökümlerde tipik olarak 5–55 ferrit) yüksek akma dayanımı sağlar, iyi tokluk ve çukurlaşmaya karşı önemli ölçüde geliştirilmiş direnç, geleneksel östenitik döküm kalitelerine göre aralık korozyonu ve klorür stres-korozyon çatlaması (Örn., CF8M/316 döküm).
Tanımdaki “Cu” kasıtlı bir bakır ilavesini yansıtmaktadır (≈ ağırlıkça %2,7–3,3) belirli indirgeyici ve aşındırıcı kimyasallara karşı direnci artıran ve kavitasyonlu veya çamurlu ortamlarda performansı artıran.
Özellikler
- Yüksek mekanik mukavemet (CF8M/316 dökümlerden önemli ölçüde daha yüksek verim).
- Yüksek lokal korozyon direnci (Mo ve N PREN'i güçlendiriyor; bakır bazı indirgeyici kimyasallardaki davranışı iyileştirir).
- İyi erozyon/kavitasyon direnci ıslak bileşenlerin döndürülmesi için.
- Bozulabilirlik Karmaşık geometriler için (pervane, parşömenler, valf gövdeleri).
- İyi Kaynaklanabilirlik Nitelikli prosedürler ve uygun dolgu maddeleri kullanıldığında.
- Dengeli dubleks mikro yapı Birçok östenitiğe kıyasla yorulma direncini arttırırken hasara dayanıklı tokluk sağlar.
3. CD4MCu Paslanmaz Çeliğin Tipik Kimyasal Bileşimi
| Eleman | Tipik aralık (ağırlıkça%) | Rol / Yorum |
| C | ≤ 0.04 | Karbür çökelmesini önlemek için alçakta tutun |
| CR | 24.5 - 26.5 | Birincil pasif film oluşturucu; genel korozyon direncinin anahtarı |
| İçinde | 4.5 - 6.5 | Östenit oluşturucu; dubleks dengesine yardımcı olur |
| Mo | 1.7 - 2.5 | Çukurlaşma/çatlak direncini güçlendirir |
Cu |
2.7 - 3.3 | Asitlerin azaltılmasına karşı direnci artırır, kavitasyon/erozyon davranışı |
| N | 0.15 - 0.25 | Güçlendirici ve güçlü PREN güçlendirici |
| MN | ≤ 1.0 | Oksijen giderici/işleme yardımcısı |
| Ve | ≤ 1.0 | Deoksidasyon ve oksidasyon direnci |
| P | ≤ 0.04 | Safsızlık kontrolü |
| S | ≤ 0.03 | Sağlamlık için Düşük S |
| Fe | Denge | Matris öğesi (ferrit + Östenli) |
4. Mekanik Özellikler — CD4MCu (ASTM A890 Sınıf 1A)
Aşağıda odaklanmış bir, CD4MCu'nun olağan tedarik koşullarındaki tipik mekanik davranışının mühendislik düzeyinde sunumu (döküm, çözüm, su- veya dökümhanenin belirttiği şekilde havayla söndürülmüş).
Oda sıcaklığı (tipik) mekanik özellikler - çözeltiyle tavlanmış döküm CD4MCu
| Mülk | Tipik aralık (VE) | Tipik aralık (imparatorluk) | Yorum |
| Gerilme mukavemeti, RM | 650 - 780 MPa | 94 - 113 KSI | Bölüm boyutuna ve dökümhane uygulamasına bağlıdır; Daha ağır bölümler daha düşük trendde. |
| 0.2% kanıt / Teslim olmak, RP0.2 | 450 - 550 MPa | 65 - 80 KSI | İzin verilen stres hesaplamaları için ısıya özgü değeri kullanın. |
| Uzama, A (%) | 15 - 25 % | - | Standart test numuneleri üzerinde ölçülmüştür; daha ağır bölümler ve döküm kusurları ile azalır. |
| Alanın azaltılması, Zıpla (%) | 30 - 40 % (tipik) | - | Döküm kalitesi yüksek olduğunda sünek kırılmanın göstergesi. |
Brinell sertliği (HBW) |
220 - 280 HB | ≈ 85 - 110 HRB | Daha yüksek sertlik, daha yüksek mukavemetle ilişkilidir ancak beklenenin üzerinde olması durumunda mikroyapısal sorunlara işaret edebilir. |
| Esneklik modülü, E | ≈ 190 - 205 Genel not ortalaması | ≈ 27.6 - 29.7 ×10³ ksi | Tedarikçi verileri farklı olmadığı sürece sertlik hesaplamaları için ~200 GPa kullanın. |
| Charpy V-Notch, CVN (oda T) | Tipik olarak iyi; kırılma açısından kritik olup olmadığını belirtin (Örn., ≥ 20–40 J hedefi) | - | CVN ısıdır- ve bölüme bağlı; dayanıklılık kritikse tedarikçi testi gerektirir. |
| Tükenmişlik (rehberlik) | Dayanıklılık (pürüzsüz numune) ≈ 0,30–0,45 × Rm | - | Büyük ölçüde yüzey kalitesine bağlıdır, döküm kusurları, Artık gerilmeler ve detay geometrisi. Bileşen testi önerilir. |
5. CD4MCu Paslanmaz Çeliğin Fiziksel ve Termal Özellikleri
| Mülk | Temsili değer |
| Yoğunluk | ≈ 7.80 - 7.90 g · cm⁻³ |
| Termal iletkenlik (20 ° C) | ≈ 12 - 16 W·m⁻¹·K⁻¹ |
| Özgül ısı (20 ° C) | ≈ 430 - 500 J·kg⁻¹·K⁻¹ |
| Termal genleşme katsayısı (20–100 ° C) | ≈ 12.0 - 13.5 × 10⁻⁶ K⁻ |
| Esneklik modülü (E) | ≈ 190 - 205 Genel not ortalaması |
| Erime/katılaşma (Yaklaşık.) | ~1375 – 1450 ° C (alaşım bağımlı) |
6. Korozyon performansı
- Çukur & çatlak: CD4MCu'nun Mo'su + N + yüksek Cr güçlü direnç sağlar; 30'ların altındaki PREN, onu acı sular için uygun hale getirir, orta sıcaklıklarda birçok soğutma suyu sistemi ve klorür içeren proses akışları.
- SCC (klorür stres-korozyon çatlaması): dubleks mikro yapı ve daha düşük östenit fraksiyonu sağlar daha fazla direnç tipik östenitik döküm kalitelerinden daha fazla SCC klorüre;
Yine de, SCC, şiddetli klorür kombinasyonları altında hala ortaya çıkabilir, sıcaklık ve çekme gerilimi. - Erozyon-korozyon / kavitasyon: bakır ilavesi ve yüksek mukavemet, erozyon destekli korozyona ve kavitasyon çukurlaşmasına karşı direnci artırır; CD4MCu'nun pervaneler ve çamur pompaları için kullanılmasının nedeni budur.
- Asitlerin azaltılması: CD4MCu daha toleranslıdır 316 bazı hafif indirgeyici sıvılarda, ancak konsantre sıcak indirgeyici asitler, daha yüksek alaşımlı veya nikel bazlı malzemeler gerektirebilir.
- Sıcaklık sınırları: uzun vadeli klorür hizmeti için laboratuvar taramasıyla doğrulanan seviyelerde veya altındaki maruz kalmaları tercih edin; yüksek sıcaklıklarda genel korozyon oranları ve lokal saldırı hassasiyetleri artar.
7. CD4MCu Paslanmaz Çelik Döküm Özellikleri
CD4MCu genellikle şu şekilde teslim edilir: yatırım veya kum dökümü bileşenler.
Önemli döküm hususları:
- Katılaşma ve büzülme: ~%1,2–2,0 civarında tipik doğrusal büzülme bekleyin — model tasarımı için dökümhane büzülme faktörlerini kullanın. Yönlü katılaşma ve düzgün yerleştirilmiş yükselticiler büzülme boşluklarını önler.
- Erime kontrolü: kontrollü indüksiyon eritme, argon gazı giderme ve seramik filtreleme, gaz ve kalıntıları azaltır; En yüksek bütünlüğe sahip dökümler için vakumlu eritme veya ESR kullanılabilir.
- Yaygın döküm kusurları: gaz gözenekliliği, büzülme boşlukları, metalik olmayan kalıntılar ve soğuk kapatmalar — doğru geçişle önlenir, filtreleme, gaz giderme ve dökme kontrolü.
- Döküm sonrası ısıl işlem: Çözüm tavlama (bölüme bakın 8) İstenilen dubleks dengesini elde etmek ve ayrılmış fazları çözmek için gereklidir. BELKİ (sıcak izostatik presleme) kritik için kullanılabilir, İç gözenekliliği kapatmak için yüksek bütünlüğe sahip parçalar.
- İşleme ödenekler & toleranslar: gerçekçi işleme stoğu sağlayın (Örn., 2–6 mm kaba işleme payı; yatırım dökümleri için daha az) ve işlenmiş kritik yüzleri belirtin.
8. İmalat, Isıl işlem, ve Kaynak En İyi Uygulamaları
Isıl işlem
- Çözüm tavlama dökümden sonra (tipik sıcaklık aralığı 1040–1100 °C civarındadır; takip edilecek tam dökümhane spesifikasyonu) dengeli çift yönlü mikro yapıyı kilitlemek ve istenmeyen çökeltileri çözmek için hızlı söndürme ile.
Bazı kaynaklar ~1900 °F civarında bir ısıl işlem önermektedir (~1038 °C) ardından döküm dubleks kaliteler için söndürme yapılır; Tam sıcaklık/bekletme/söndürme için tedarikçi/dökümhane veri sayfasını takip edin.
Kaynak
- Kaynaklanabilirlik iyidir, ama kontrol önemli: nitelikli kaynak prosedürlerini kullanın (WPS/WPQ), çift yönlü kimya için tasarlanmış eşleşen dolgu metalleri, geçişler arası sıcaklığı kontrol et, ve HAZ'da faz dengesini korumak için ısı girişini sınırlayın.
- Kaynak sonrası çözelti tavlaması: tamamlanmış montajlar için her zaman uygulanabilir değildir; mümkün değilse, uygun dolgu alaşımlarını seçin ve yerel korozyon direncini korumak için HAZ kapsamını en aza indirin.
İşleme & şekillendirme
- CD4MCu'nun işlenebilirliği orta düzeydedir; karbür takımları kullanın, uygun beslemeler ve soğutma sıvısı.
Dubleks kaliteler östenitiklerden daha güçlü olduğundan daha yüksek takım aşınması beklenir. Soğuk şekillendirme, sünek östenitiklerle karşılaştırıldığında sınırlıdır; çizimleri buna göre tasarlayın.
Yüzey hazırlığı & pasivasyon
- Kaynak/onarım sonrasında, ısıyla boyanan boyayı ve asitleme maddesini gerektiği gibi çıkarın, ve daha sonra tekdüze bir pasif filmi yeniden sağlamak için nitrik veya sitrik pasivasyon işlemleriyle pasifleştirin.
9. CD4MCu'nun Endüstriyel Uygulamaları (ASTM A890 Sınıf 1A)
CD4MCu, döküm geometrisinin olduğu yerlerde yaygın olarak kullanılır., Yüksek mukavemet ve iyileştirilmiş lokal korozyon/erozyon direnci gereklidir:
- Pompa Bileşenleri: pervane, deniz suyu için volütler ve mahfazalar, şiddetli su, soğutma suyu ve bulamaç hizmetleri.
- Valf gövdeleri & dikmek: açık denizde kontrol ve izolasyon vanaları, tuzdan arındırma, kimyasal, ve enerji santrali sistemleri.
- Tuzdan arındırma & ters osmoz ekipmanı: Klorürlere ve geçici koşullara maruz kalan dönen donanım ve bağlantı parçaları.
- Kağıt hamuru & kağıt ve madencilik ekipmanları: çamur pompaları ve aşınmaya eğilimli bileşenler.
- Kimyasal işlem & Soğutma Sistemleri: klorür seviyeleri ve mekanik yükün birleştiği yer.
10. Avantajlar & Sınırlamalar
CD4MCu'nun Temel Avantajları (ASTM A890 Sınıf 1A)
- Dengeli mukavemet ve korozyon direnci: Klorür ve asit ortamlarda karşılaştırılabilir veya üstün korozyon direnciyle 316L'nin iki katı akma dayanımı.
- Üstün ekşi servis performansı: NACE MR0175 ile uyumludur, H₂S içeren ortamlar için idealdir.
- Mükemmel Dökülebilirlik: Dövme işlemleriyle üretilmesi zor olan karmaşık şekilli bileşenler için uygundur.
- Maliyet etkinliği: 30–Nikel bazlı alaşımlardan P daha ucuz (Örn., Hastelloy C276) ılımlı ortamlarda benzer korozyon direnci sunarken.
- Direnç Giymek: Bakır ilavesi aşınma ve erozyona karşı direnci artırır, sıvı taşıma uygulamalarında servis ömrünün uzatılması.
CD4MCu'nun Temel Sınırlamaları (ASTM A890 Sınıf 1A)
- Kaynak karmaşıklığı: Sıkı ısı girişi kontrolü ve zorunlu PWHT gerektirir, östenitik çeliklere kıyasla artan imalat maliyetleri.
- Sıcaklık kısıtlaması: σ fazı oluşumu nedeniyle 450°C'nin üzerinde sürekli servise uygun değildir.
- Artık elementlere karşı hassasiyet: Yüksek mn (>0.8%) veya Sn/Pb yabancı maddeleri korozyon direncini azaltır ve çatlama riskini artırır.
- Östenitik çeliklere göre daha düşük süneklik: Uzama (16–$) 316L'den düşük (≥% 40), yüksek deformasyonlu uygulamalarda kullanımın sınırlandırılması.
11. Karşılaştırmalı analiz — CD4MCU benzer alaşımlara karşı
Değerler temsilidir, yalnızca tarama ve spesifikasyon taslağı hazırlamak için — her zaman tedarikçi MTR'lerini kullanın, Nihai seçim için üretici veri sayfaları ve uygulamaya özel test verileri.
| Bakış açısı / Alaşım | CD4MCU (çift yönlü döküm) | CF8M / Döküm 316 (östenitik) | Dubleks 2205 (dövme) | Nikel bazlı (Örn., C-276) |
| Kompozisyonun öne çıkanları | Kr ~24,5–26,5; ~4,5–6,5'te; Ay ~1,7–2,5; Cu ~2,7–3,3; N ~0,15–0,25 | Kr ~16–18; ~10–14'te; Pazartesi ~2–3 (CF8M) | Kr ~21–23; ~4–6,5'te; Ay ~3; N ~0,08–0,20 | Çok yüksek Ni ve Cr; önemli Mo (ve diğer alaşımlar) |
| Tipik PREN (tarama) | ~ 30-35 (Pzt/N'ye bağlıdır) | ~24–27 | ~ 35-40 | >40 (alaşımla değişir) |
| Temsilci mekanik (RM / RP0.2) | Rm 650–780 MPa; Rp0,2 450–550 MPa | Rm ≈ 480–620 MPa; Rp0,2 ≈ 170–300 MPa | Rm ≈ 620–880 MPa; Rp0,2 ≈ 400–520 MPa | Rm değişkeni (genellikle 500–900 MPa); Rp0,2 dereceye bağlıdır |
| Klorür SCC direnci | İyi (CF8M'den daha iyi; dubleks avantajı) | Orta — sıcak/stresli koşullara duyarlı | Çok güzel (SCC için en iyi paslanmaz seçeneklerden biri) | Genel olarak harika (ekstrem kimyalar için tasarlandı) |
Çukur / çatlak direnci |
Yüksek (Mo + N + CR; PREN ~30s) | Ilıman | Çok yüksek | Harika |
| Erozyon / kavitasyon direnci | İyi (Cu + daha yüksek güç performansı artırır) | Ilıman | İyi (daha yüksek güç yardımcı olur) | Değişken – dereceye bağlıdır; genellikle erozyondan ziyade korozyon için seçilir |
| Bozulabilirlik / ürün formları | Dökümler kadar mükemmel (pervane, parşömenler, valf gövdeleri) | Harika (döküm formları yaygın olarak mevcuttur) | Öncelikle dövme (plaka, çubuk, boru); bazı cast dubleksler mevcut ancak daha karmaşık | Dövülmüş ve dökülmüş; döküm mümkün ama pahalı |
| Kaynaklanabilirlik & HAZ davranışı | İyi — nitelikli prosedürler ve HAZ kontrolü gerektirir | Harika (316 bağışlayıcıdır) | Kaynaklanabilir ancak çift yönlü dengeyi korumak için sıkı kontrol gerektirir | Nitelikli prosedürlerle kaynak yapılabilir; dolgu seçimi kritik |
| Tipik maliyet aralığı (malzeme) | Orta-yüksek (çoğu Ni alaşımından daha az) | Daha düşük (ekonomik) | Orta-yüksek (Yüksek spesifikasyonlar için CD4MCu'ya benzer veya daha yükseği) | Yüksek (birinci sınıf alaşımlar) |
Tipik uygulamalar |
Pervane, pompa kasaları, acı/deniz suyu için valf gövdeleri, bulamaç pompalar, tuzdan arındırma, soğutma suyu | Genel proses boruları, tanklar, sıhhi ekipman, orta düzeyde klorür servisi | Açık deniz, tuzdan arındırma, yüksek mukavemetli klorür hizmetleri, basınç sistemleri | Kimyasal reaktörler, aşırı asit/klorür servisi, çok yüksek korozyon şiddeti |
| Ne zaman seçilmeli | Yüksek mukavemetli karmaşık döküm parçalara ihtiyaç var, Orta maliyetle iyi çukurlaşma/SCC ve erozyon direnci | Klorür maruziyetinin düşük-orta düzeyde olduğu ve üretim kolaylığının istendiği maliyet odaklı projeler | En yüksek klorür direnci ve mukavemeti gerektiğinde ve işlenmiş form kabul edilebilir olduğunda | Servis kimyası veya sıcaklık, paslanmaz/çift yönlü kapasitesini aştığında ve yaşam döngüsü maliyeti premiumu haklı çıkardığında |
12. Çözüm
CD4MCU (ASTM A890 Sınıf 1A, döküm dubleks formunda belirtildiğinde) Klorür içeren kalıplarda dönen ve basınç içeren döküm bileşenler için teknik açıdan çekici bir seçenektir, aşındırıcı veya kavitasyona neden olan hizmetler.
Dubleks yapısı, molibden ve nitrojen içeriği, sağlam oyuklanma direnci ve SCC toleransı sağlarken bakır ve yüksek mukavemet, erozyona ve mekanik hasara karşı direnci artırır.
Alaşımın avantajlarını gerçekleştirmek için, disiplinli dökümhane uygulaması, belgelenmiş çözüm tavlaması, nitelikli kaynak ve uygun ÖYD esastır.
Servis kimyasının veya sıcaklığın CD4MCu kapasitesini aştığı durumlarda, dubleks dövme kaliteleri veya nikel bazlı alaşımlar değerlendirilmelidir.
SSS
“CD4MCu” ne anlama geliyor??
Bileşim özelliklerine sahip dubleks paslanmaz döküm kalitesini ifade eder. (CR, Mo, Cu ve N) geliştirilmiş çukurlaşma için ayarlandı, SCC ve erozyon direnci. Döküm dubleks spesifikasyonlarında genellikle ASTM A890 Grade 1A olarak tedarik edilir..
CD4MCu ve arasındaki fark nedir? 2205 dubleks paslanmaz çelik?
CD4MCu bir döküm Karmaşık bileşen üretimi için optimize edilmiş dubleks alaşım, asit direncini azaltmak için bakır ilavesi ile.
2205 bir dövme Daha yüksek nitrojen içeriğine sahip dubleks alaşım (0.14–0,20 ağırlıkça %) ostenit stabilizasyonu için.
Her ikisi de benzer PREN değerlerine sahip olsa da (~34), Dökümlerde CD4MCu tercih edilir, Ve 2205 işlenmiş ürünlerde kullanılır (plakalar, borular).
CD4MCu deniz suyuna uygun mudur??
Evet — CD4MCu deniz suyu için yaygın olarak kullanılmaktadır, acı su ve soğutma suyu uygulamaları; Yine de, Uzun süreli su altında veya sıçrama bölgesi hizmeti için laboratuvar taraması ve korozyon toleranslarını belirtin.
CD4MCu sahada kaynaklanabilir mi??
Evet — ancak kaynak yapmak nitelikli prosedürler gerektirir, eşleşen çift yönlü dolgu metalleri, kontrollü ısı girişi ve kaynak sonrası temizleme/pasivasyon. Kritik montajlar için ön yeterlilik ve kaynaklı kupon testlerini göz önünde bulundurun.
CD4MCu ile karşılaştırıldığında nasıldır? 316 döküm?
CD4MCu, CF8M/316 dökümlere göre daha yüksek mukavemet ve önemli ölçüde daha iyi lokal korozyon ve SCC direnci sunar; klorür yataklarında daha uzun ömür sağlar, aşındırıcı ortamlar.
