1. Giới thiệu
CF8M thép không gỉ là một hợp kim thép không gỉ austenitic, được tiêu chuẩn hóa theo ASTM A351, A743, và A744, với sự chỉ định của J92900.
Nó thực chất là các diễn viên tương đương 316 thép không gỉ, Kết hợp molybdenum (MO) vào crom-nickel (CR-NIE) ma trận để cung cấp khả năng chống tăng cường ăn mòn cục bộ.
Mới nổi vào giữa thế kỷ 20 cùng với nhu cầu công nghiệp ngày càng tăng về hiệu quả chi phí, Vật liệu chống ăn mòn,
Thép không gỉ CF8M đã trở thành vật liệu được lựa chọn trong các ứng dụng liên quan đến xử lý hóa học, Tiếp xúc hàng hải, và môi trường cấp thực phẩm.
Điều khiến CF8M khác biệt là khả năng kết hợp khả năng diễn viên duy nhất của nó với khả năng chống ăn mòn hiệu suất cao và sức mạnh cơ học, đặc tính không thường xuyên tìm thấy đồng thời trong một hợp kim duy nhất.
2. Thành phần hóa học & Cấu trúc vi mô
Thành phần hóa học CF8M được kiểm soát chặt chẽ để đáp ứng điểm chuẩn hiệu suất chống ăn mòn và cơ học cụ thể. Thành phần danh nghĩa điển hình được hiển thị bên dưới:
| Yếu tố | Cân nặng % |
|---|---|
| Carbon (C) | ≤ 0.08 |
| Mangan (Mn) | ≤ 1.5 |
| Silicon (Và) | ≤ 2.0 |
| Phốt pho (P) | ≤ 0.04 |
| Lưu huỳnh (S) | ≤ 0.04 |
| Crom (Cr) | 18.0Mạnh21.0 |
| Niken (TRONG) | 9.0Mạnh12.0 |
| Molypden (MO) | 2.0Cấm3.0 |
| Sắt (Fe) | Sự cân bằng |
Từ quan điểm luyện kim, Thép không gỉ CF8M có ma trận austenitic hoàn toàn (Cấu trúc FCC), đảm bảo độ bền tuyệt vời ngay cả ở nhiệt độ đông lạnh.
Một lượng Delta Ferrite được kiểm soát (3–10%) thường có trong cấu trúc vi mô để ngăn chặn vết nứt nóng trong quá trình hóa rắn, Đặc biệt trong các vật đúc dày hơn.
Cấu trúc pha kép này cũng góp phần vào khả năng hàn và ổn định cơ học.
Việc bổ sung molybdenum đóng một vai trò quan trọng trong việc triệt tiêu sự hình thành pha intermetallic và tăng cường khả năng chống rỗ và ăn mòn kẽ hở.
Hàm lượng carbon thấp (≤ 0.08%) Giảm nguy cơ kết tủa cacbua tại ranh giới hạt, do đó cải thiện khả năng chống ăn mòn giữa các hạt.
3. Tiêu chuẩn & Tương đương
CF8M được tiêu chuẩn hóa trên các mã toàn cầu khác nhau, Đảm bảo khả năng áp dụng thị trường chéo:
| Tiêu chuẩn | Chỉ định |
|---|---|
| ASTM | A351/A743/A744 CF8M |
| CHÚNG TA | J92900 |
| TRONG | 1.4408 (GX5CRNIMO19-11-2) |
| ISO | X5crnimo17-12-2 |
| Anh ấy là (dàn diễn viên) | SCS14 |
Nó có thể so sánh trực tiếp với rèn 316 thép không gỉ (Hoa Kỳ S31600), Mặc dù phiên bản đúc có thể có hàm lượng ferrite và dung sai cơ học hơi khác nhau.
4. Tính chất cơ học và vật lý của thép không gỉ CF8M
| Tài sản | Giá trị / Phạm vi |
|---|---|
| Độ bền kéo (Uts) | 485Mạnh620MPA |
| Sức mạnh năng suất (0.2% bù lại) | 205Mạnh275MPA |
| Độ giãn dài khi gãy xương | ≥30% |
| Độ cứng của Brinell (HB) | 150Mạnh200 |
| Charpy Impact sự dẻo dai (RT) | ≥60J |
| Giới hạn mệt mỏi (10Chu kỳ) | ~ 200MPa |
| Tỉ trọng | ~ 7,98g/cm³ |
| Độ dẫn nhiệt (100 ° C.) | ~ 16W/m · k |
| Mở rộng nhiệt (20Mạnh100 ° C.) | 16.5 × 10⁻⁶/k |
| Khả năng nhiệt riêng | ~ 500J/kg · k |
| Điện trở suất (20 ° C.) | ~ 0,74 · m |
| Mô đun đàn hồi | ~ 193GPA |
| Tính thấm từ tính | ~ 1.02 (Không từ tính) |
| Phạm vi nóng chảy | ~ 1370 bóng1400 ° C. |
| Co rút tuyến tính (dàn diễn viên) | 1.8–2.2% |
5. Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ CF8M
Thép không gỉ CF8M được biết đến với Kháng ăn mòn nổi bật, đặc biệt là trong giàu clorua, tính axit, Và môi trường biển.
Điều này là do thành phần cân bằng cẩn thận của nó, bao gồm Molypden (2.0–3.0%),
mà tăng cường đáng kể Kháng chiến Và Ăn mòn kẽ hở sức chống cự, làm cho nó trở thành một lựa chọn phù hợp cho Ứng dụng công nghiệp quan trọng.
Kháng ăn mòn nói chung
Triển lãm CF8M Kháng chiến tuyệt vời ĐẾN Ăn mòn chung Trong nhiều môi trường khác nhau, bao gồm axit nhẹ Và Giải pháp clorua.
Hợp kim crom Nội dung hình thành a lớp oxit bảo vệ Trên bề mặt của nó, trong đó ngăn chặn sự xuống cấp hơn nữa.
Điều này làm cho CF8M trở nên lý tưởng để sử dụng trong Lò phản ứng hóa học, Trao đổi nhiệt, Và Hệ thống đường ống tiếp xúc với Pha loãng axit hoặc Hóa chất tích cực.
Khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở
Các Số lượng kháng tương đương (Gỗ) CF8M thường là 23–25, trong đó biểu thị sức đề kháng cao của nó đối với Ăn mòn cục bộ chẳng hạn như rỗ Và Ăn mòn kẽ hở TRONG môi trường clorua.
Khi so sánh với CF8 (304 dàn diễn viên), trong đó có một pren xung quanh 17, CF8M vượt trội so với nó trong môi trường rất tích cực như nước biển hoặc Giải pháp xử lý hóa học.
Ví dụ, Trong các xét nghiệm tiếp xúc với nước biển, Các thành phần CF8M vẫn không bị ảnh hưởng bởi rỗ hoặc Ăn mòn kẽ hở cho hơn Sáu tháng, trong khi CF8 biểu hiện ăn mòn đáng kể trong vòng chưa đầy ba tháng.
Ăn mòn căng thẳng (SCC) Sức chống cự
Thép không gỉ CF8M có Kháng chiến vượt trội ĐẾN Ăn mòn căng thẳng (SCC), đặc biệt là trong Môi trường mang clorua, Do hàm lượng carbon thấp và sự hiện diện của molypden.
Trong khi tất cả các thép không gỉ austenitic đều dễ bị SCC, CF8M hoạt động tốt hơn CF8 (304 dàn diễn viên), Bị dễ bị nứt dưới sự căng thẳng trong các giải pháp giàu clorua.
Trong các thử nghiệm trong đó CF8M đã tiếp xúc với Ứng suất kéo cao Và môi trường clorua, Các hợp kim cho thấy Không có vết nứt, trong khi CF8 thể hiện vết nứt có thể nhìn thấy trong vòng vài tuần trong điều kiện tương tự.
Điều này làm cho CF8M phù hợp cho các ứng dụng trong môi trường biển, Xử lý hóa học, Và Hệ thống đường ống tiếp xúc với ứng suất kéo cao.
So sánh với các hợp kim thép không gỉ khác
Khi so sánh với CF8 (304 dàn diễn viên) Và CF3M (316L diễn viên), Triển lãm CF8M Kháng ăn mòn vượt trội trên các yếu tố khác nhau như rỗ, Ăn mòn kẽ hở, và ăn mòn chung.
Việc bổ sung Molypden tăng khả năng chống lại CF8M Clorua gây ra rỗ, cung cấp a đáng tin cậy hơn tùy chọn cho các ngành công nghiệp đối phó với nước biển hoặc Phơi nhiễm hóa học.
Đây là một so sánh nhanh chóng:
| Tài sản | CF8M | CF8 (304 dàn diễn viên) | CF3M (316L diễn viên) |
|---|---|---|---|
| Nội dung MO | 2.0–3.0% | Không có | 2.0–3.0% |
| Kháng chiến (Gỗ) | 23–25 | 17 | 23–25 |
| Ăn mòn chung | Xuất sắc | Vừa phải | Xuất sắc |
| Ăn mòn kẽ hở | Xuất sắc | Nghèo | Xuất sắc |
| Ăn mòn căng thẳng | Tốt | Nghèo | Tốt |
CF8M Kháng chiến, Kháng ăn mòn nói chung, Và căng thẳng chống ăn mòn khả năng chống nứt tất cả đều tốt hơn rõ rệt CF8 (304 dàn diễn viên), trong khi nó duy trì hiệu suất tương đương với CF3M (316L diễn viên).
Điều này làm cho nó một vật liệu ưa thích trong môi trường khắc nghiệt ở đâu kháng ăn mòn là tối quan trọng.
Khả năng chống axit chứa lưu huỳnh
Thép không gỉ CF8M đặc biệt kháng axit sunfuric và khác axit mang lưu huỳnh.
Hiệu suất của nó trong các môi trường này làm cho nó rất phù hợp với ứng dụng xử lý hóa học, chẳng hạn như lò phản ứng Và Trao đổi nhiệt xử lý axit sunfuric.
Không giống như các vật liệu khác, CF8M chống lại sự suy giảm từ axit sunfuric lên đến 10% sự tập trung, đảm bảo tuổi thọ và giảm chi phí bảo trì.
6. Sự phù hợp của đúc cho thép không gỉ CF8M
Khi chỉ định Thép không gỉ CF8M cho các thành phần đúc, các kỹ sư được hưởng lợi từ một vật liệu kết hợp Kháng ăn mòn tuyệt vời với Khả năng đúc mạnh mẽ.
Dưới đây là các thuộc tính chính và các quy trình được đề xuất làm cho CF8M trở thành một lựa chọn lý tưởng trong các ngành công nghiệp đòi hỏi.
Thuộc tính phù hợp chính
Tính trôi chảy tốt
Đầu tiên và quan trọng nhất, CF8M chảy dễ dàng vào khuôn khi đổ vào 1 550–1 600 ° C., đạt được sự trôi chảy của 250300 mm (ISO 243).
Mức độ trôi chảy này hỗ trợ các phần tường mỏng xuống 4 mm và hình học phức tạp mà không cần tắt.
Sắp giảm vừa phải
Hơn thế nữa, CF8M thể hiện sự co rút tuyến tính có thể dự đoán được 1.8Cấm2.2 %, có thể được bồi thường một cách hiệu quả thông qua Phụ cấp mẫu Và Thiết kế riser.
Bằng cách mô hình hóa hóa rắn với CFD hoặc nhiệt, Các xưởng đúc có thể giảm thiểu độ xốp của đường trung tâm và đạt được dung sai kích thước chặt chẽ.
Xu hướng hấp dẫn thấp
Ngoài ra, kiểm soát 3Mạnh7 % D - Ferrite Nội dung trong cấu trúc vi mô CF8M làm giảm đáng kể vết nứt hóa rắn.
Kết quả là, Ngay cả trong các phần có thay đổi phần chéo đột ngột, Hợp kim chống lại nước mắt nóng và duy trì tính toàn vẹn.
Mối hàn - sửa chữa
Thép không gỉ CF8M Castings chấp nhận tiêu chuẩn 316/316L kim loại phụ và tự hào Khả năng hàn tuyệt vời, Nhờ cấu trúc ferrite carbon và ferrite cân bằng thấp của họ.
Giải pháp sau khi ủ ủ thêm khả năng chống ăn mòn, Đảm bảo sửa chữa bền.
Khả năng thích ứng nhiệt
Cuối cùng, CF8M phản ứng tốt với Giải pháp ủ (1 040–1 100 ° C.) và dập tắt nhanh chóng.
Căng thẳng - điều trị tua -se tại 650Mạnh750 ° C. cũng có thể làm giảm các ứng suất dư mà không ảnh hưởng đến sự thụ động, Cấp cho các nhà thiết kế linh hoạt trong xử lý hạ nguồn.
Phương pháp đúc phù hợp cho thép không gỉ CF8M
| Phương pháp | Sử dụng trường hợp | Thuận lợi | Hoàn thiện bề mặt | Độ chính xác kích thước | Cân nhắc |
|---|---|---|---|---|---|
| Đúc cát | Vỏ máy bơm lớn, thân van | Chi phí - hiệu quả cho nặng, các bộ phận lớn; Hình học khuôn linh hoạt | RA 6 trận12 | ± 0,5% tuyến tính | Yêu cầu chất lượng cát tốt và thiết kế riser để kiểm soát độ xốp |
| Đúc vỏ | Các bộ phận trung bình, Các thành phần giá trị cao | Chi tiết tốt, Kết thúc bề mặt vượt trội; Khuôn cứng làm giảm độ méo | RA 3-6 | ± 0,3% tuyến tính | Chi phí công cụ cao hơn; Tốt nhất cho khối lượng vừa phải |
| Đúc đầu tư | Bé nhỏ, hình dạng phức tạp (người thúc đẩy, phụ kiện) | Chi tiết tuyệt vời và kết thúc; Gia công tối thiểu | Ra < 3 Sọ | ± 0,1mm | Chi phí mỗi phần cao hơn; giới hạn trong các vật đúc nhỏ hơn |
| Đúc ly tâm | Các bộ phận hình trụ (Ống, ống lót, cánh quạt) | Mật độ tăng cường, sức mạnh định hướng, Độ xốp tối thiểu | RA 6-10 | ± 0,4% tuyến tính | Yêu cầu thiết bị chuyên dụng; hình học giới hạn ở trục đối xứng |
7. Hàn & Xử lý nhiệt của thép không gỉ CF8M
CF8M dễ dàng được hàn bằng các quy trình thông thường như GTAW (TIG), Smaw (dán), và gmaw (TÔI).
Các kim loại phụ như ER316L hoặc E316L-16 thường được khuyến nghị để duy trì khả năng chống ăn mòn trên vùng hàn.
Tuy nhiên, phải thận trọng phải được thực hiện về đầu vào nhiệt.
Nhiệt quá mức có thể dẫn đến sự nhạy cảm về hình thức của cacbua chrom tại các ranh giới hạt. Để giảm thiểu điều này:
- Ủ giải pháp sau hàn thường được thực hiện ở 1040 nhiệt1120 ° C, tiếp theo là dập tắt nhanh chóng.
- Tránh làm mát chậm trong phạm vi 600 Hàng850 ° C để ngăn chặn sự hình thành pha Sigma.
Cho các ứng dụng quan trọng, Các phương pháp điều trị giảm căng thẳng có thể được tiến hành ở ~ 650 ° C trong 1 giờ2 giờ, đặc biệt là để giảm thiểu ứng suất dư từ gia công hoặc hàn.
8. Các ứng dụng chính
Khả năng chống ăn mòn CF8M, sức mạnh cơ học, và khả năng diễn viên làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng trên các ngành công nghiệp khác nhau:
- Xử lý hóa học: Lò phản ứng, xe tăng, mặt bích, bơm
- Dầu & Khí: Van ngầm, người phân tách, và đầu nối
- Hàng hải: Trục, người thúc đẩy, Hệ thống đường ống nước biển
- Đồ ăn & Dược phẩm: Van vô trùng, Phụ kiện ống, Trộn lưỡi dao
- Sản xuất điện: Vỏ tuabin, ngưng tụ, kim phun nhiên liệu
9. So sánh với các vật liệu thay thế
Thép không gỉ CF8M được sử dụng rộng rãi do sự cân bằng của khả năng chống ăn mòn, tính chất cơ học, và khả năng đúc.
Tuy nhiên, Trong lựa chọn vật liệu, Nó rất cần thiết để so sánh CF8M với các lớp đúc bằng thép không gỉ thay thế và tương đương rèn để xác định sự phù hợp cho các môi trường dịch vụ cụ thể.
Đây là một tổng quan so sánh:
| Tài sản / Tính năng | CF8M (Dàn diễn viên 316) | CF8 (Dàn diễn viên 304) | CF3M (Thấp-C 316L) | CF8C (Ổn định 347 loại) | Rèn 316 / 316L ss |
|---|---|---|---|---|---|
| Sáng tác nổi bật | Cr 18%, TRONG 9%, MO 2… 3% | Cr 18%, TRONG 8% | Cr 18%, TRONG 9%, MO 2… 3%, C ≤ 0.03% | Cr 18%, TRONG 10%, NB ổn định | Tương tự như CF8M / CF3M |
| Kháng ăn mòn (Gỗ) | ~ 25 (Trung bình đến cao) | ~ 19 trận20 (thấp hơn) | ~ 25 trận26 (cao, đặc biệt là trong các mối hàn) | ~ 20 trận21 | 25Mạnh26 (rèn có hạt đồng nhất hơn) |
| Kháng clorua | Tốt | Hội chợ | Rất tốt | Công bằng để tốt | Xuất sắc ở lớp l |
| Khả năng hàn | Xuất sắc | Xuất sắc | Thượng đẳng (Nguy cơ nhạy cảm thấp) | Xuất sắc (Do ổn định NB) | Xuất sắc |
| Khả năng chống nứt nóng | Tốt (với ferrite có kiểm soát) | Vừa phải | Tốt hơn (thấp hơn c, nhiều ferrite hơn) | Rất tốt | Rất tốt |
| Độ bền kéo (MPA) | ~ 485 bóng585 | ~ 450 bóng550 | ~ 450 bóng550 | ~ 500 bóng600 | ~ 500 bóng620 |
Kéo dài (%) |
~ 30 trận35 | ~ 30 trận40 | ~ 35 trận40 | ~ 30 trận35 | ~ 40 trận50 |
| Leo & Độ ổn định của độ lớn | Vừa phải lên đến 600 ° C. | Vừa phải | Thấp hơn (Limited Creep Sức mạnh) | Thượng đẳng (NB ổn định sự phát triển của hạt) | Tốt hơn các lớp đúc (nói chung) |
| Khả năng đúc | Xuất sắc | Xuất sắc | Tốt (thấp hơn C có thể làm giảm tính trôi chảy) | Vừa phải | Không áp dụng |
| Khả năng gia công | Công bằng để tốt | Tốt | Hội chợ | Hội chợ | Tốt |
| Các ứng dụng điển hình | Van, bơm, Hàng hải | Kiến trúc, Thiết bị chung | Các bộ phận sinh học/dược phẩm, Tàu nhiệt độ thấp | Hóa dầu, Dịch vụ cao cấp | Tàu áp lực, ống kết cấu |
| Trị giá | Vừa phải | Thấp hơn | Cao hơn một chút | Cao hơn | Cao hơn (Chi phí xử lý rèn) |
Key Takeaways
- CF8M so với. CF8: CF8M cung cấp khả năng chống ăn mòn tốt hơn do molybdenum nhưng đắt hơn một chút. Lý tưởng cho biển, Lớp thực phẩm, và các ứng dụng quy trình hóa học.
- CF8M so với. CF3M: CF3M có khả năng hàn tốt hơn và giảm nguy cơ nhạy cảm, làm cho nó thích hợp hơn trong môi trường ăn mòn cao và cấu trúc hàn, chẳng hạn như tàu dược phẩm.
- CF8M so với. CF8C: CF8C vượt trội hơn so với các ứng dụng nhiệt độ cao, Nhờ ổn định Niobi, giúp tăng cường sức mạnh creep.
- CF8M so với. Rèn 316/316L: Vật liệu rèn cung cấp độ dẻo tốt hơn và hoàn thiện bề mặt, Nhưng CF8M cung cấp sự linh hoạt về thiết kế cho lớn, các thành phần phức tạp.
10. Phần kết luận
Tóm lại, Thép không gỉ CF8M là hợp kim đúc hiệu suất cao được thiết kế để sử dụng trong môi trường ăn mòn và đòi hỏi cơ học.
Hóa học CR-Ni-MO được tối ưu hóa của nó, Cân bằng cấu trúc vi mô Austenitic-Ferritic, Và khả năng diễn biến tuyệt vời làm cho nó trở thành một vật liệu đáng tin cậy trong các ngành công nghiệp từ dầu khí đến dược phẩm.
Cho dù được triển khai trong điều kiện biển tích cực hoặc môi trường chế biến thực phẩm vô trùng, CF8M luôn cung cấp đáng tin cậy, Hiệu suất dài hạn.
CF8M vẫn là một chuẩn mực công nghiệp cho các kỹ sư và nhà luyện kim tìm kiếm một giải pháp hiệu quả về chi phí với khả năng chống ăn mòn và căng thẳng cơ học.
Langhe là lựa chọn hoàn hảo cho nhu cầu sản xuất của bạn nếu bạn cần chất lượng cao Đóng thép không gỉ.
