Thép không gỉ CF3M cũng được biết đến bởi chỉ định của nó En-js 316lm (1.4408) và ASTM tương đương A351 CF3MCác vật liệu nền tảng trong các vật liệu chống ăn mòn.
Được thiết kế cho môi trường đòi hỏi, CF3M kết hợp độ bền bằng thép không gỉ austenitic với tính linh hoạt của gang.
Trong bài viết này, Chúng tôi khám phá hóa học của nó, cấu trúc vi mô, hành vi ăn mòn, Hiệu suất cơ học, Thực hành đúc, Giao thức hàn, ứng dụng, và cách nó so sánh với các vật liệu thay thế.
1. Giới thiệu
Thép không gỉ SA-351 CF3M thuộc về gia đình của thép không gỉ đúc austenitic, Được phát triển vào giữa thế kỷ 20 để kéo dài khả năng chống ăn mòn 300-series thành các thành phần đúc.
Trong khi đó rèn 316L không gỉ thống trị các ứng dụng ống và tấm, CF3M điều chỉnh cùng một carbon thấp, Hóa học mang molybdenum để đúc, lý tưởng cho các hình dạng phức tạp như vỏ máy bơm và thân van.
Không giống như các lớp đúc màu xám hoặc 304L (CF8), CF3M chống lại việc rỗ và ăn mòn kẽ hở trong môi trường giàu clorua, Thu hẹp khoảng cách hiệu suất giữa gang và thép hợp kim cao.
2. Thành phần hóa học & Cấu trúc vi mô
| Yếu tố | Phạm vi (% WT) | Mục đích |
|---|---|---|
| Carbon (C) | ≤ 0.03 | Ngăn ngừa kết tủa crom cacbua |
| Crom (Cr) | 16.0 - 18.0 | Tạo thành một lớp oxit thụ động; Rào cản ăn mòn chính |
| Niken (TRONG) | 10.0 - 14.0 | Ổn định ma trận austenitic; Tăng cường độ dẻo dai |
| Molypden (MO) | 2.0 - 3.0 | Tăng sức đề kháng và tăng pren lên ≈ 25 |
| Mangan (Mn) | ≤ 2.0 | Cải thiện sức mạnh nóng; chống lại lưu huỳnh |
| Silicon (Và) | ≤ 1.0 | Hoạt động như một chất khử oxy; Cải thiện tính trôi chảy |
| Phốt pho (P) | ≤ 0.045 | Giảm thiểu việc ôm ấp |
| Lưu huỳnh (S) | ≤ 0.03 | Giữ thấp để tránh bị nứt điều khiển theo bao gồm |
CF3M củng cố thành một Ma trận Austenitic hoàn toàn ở nhiệt độ phòng, Tránh ferrite, Pha Sigma, hoặc cacbua crom khi được xử lý nhiệt đúng cách.
Các carbon thấp nội dung (≤ 0.03%) Và Molypden Bổ sung hoạt động trong buổi hòa nhạc để ức chế sự hình thành cacbua crom dọc theo ranh giới hạt,
Bảo quản kháng ăn mòn giữa các hạt ngay cả sau khi hàn.
3. Kháng ăn mòn
CF3M thể hiện hiệu suất vượt trội trên phương tiện truyền thông tích cực:
- Ăn mòn chung: Tỷ lệ thấp như 0.05 mm/năm trong nước uống và 0.1 mm/năm trong nước biển tại 25 ° C.
- Rỗ/ăn mòn kẽ hở: Gỗ 25 (Lấy = %cr + 3.3×%MO + 16×%n) Cung cấp hoạt động trong UP đến 1 % dung dịch clorua ở nhiệt độ môi trường xung quanh
- Kháng axit: Vượt trội so với CF8 (304L diễn viên) trong axit sunfuric và photphoric do hàm lượng MO
- Hàng hải & Ngoài khơi: Chịu được phơi nhiễm muối liên tục với giảm cân tối thiểu (< 0.02 g/m -m² · ngày trong các bài kiểm tra ASTM B117)
4. Tính chất cơ học và vật lý của thép không gỉ CF3M
Tính chất cơ học
Ở nhiệt độ phòng, CF3M cung cấp:
| Tài sản | Giá trị |
|---|---|
| Độ bền kéo (Uts) | 515 - 620 MPA |
| Sức mạnh năng suất (0.2% bù lại) | 205 - 275 MPA |
| Độ giãn dài khi gãy xương | ≥ 35 % |
| Độ cứng của Brinell (HBW) | 180 - 230 |
| Tác động Charpy (RT) | ≥ 80 J |
| Giới hạn mệt mỏi (10Chu kỳ) | ~ 240 MPA |
Tính chất vật lý
| Tài sản | Giá trị |
|---|---|
| Tỉ trọng | ~ 7,98 g/cm³ |
| Độ dẫn nhiệt (20° C.) | ~ 14,6 W/m · k |
| Mở rộng nhiệt (20Mạnh100 ° C.) | 16.0Mạnh17.5 PhaM/m · k |
| Khả năng nhiệt riêng (20° C.) | ~ 500 j/kg · k |
| Điện trở suất (20° C.) | ~ 0,74 Pha · m |
| Mô -đun Young (Mô đun đàn hồi) | ~ 193 GPA |
| Tính thấm từ tính tương đối | ~ 1.0 Từ1.05 |
| Phạm vi nóng chảy | 1370Mạnh1400 ° C. |
| Đúc tốc độ co ngót | ~ 1,5 …2,0% |
5. Sự phù hợp của đúc đối với thép không gỉ CF3M
Thép không gỉ CF3M, một biến thể carbon thấp của 316 Hợp kim đúc không gỉ, Triển lãm các đặc điểm đúc thuận lợi hỗ trợ việc sử dụng rộng rãi của nó trong chống ăn mòn, Các thành phần tích hợp cao.
Thuộc tính phù hợp chính:
- Tính trôi chảy tốt: Với nhiệt độ rót thường giữa 1550Mạnh1600 ° C., CF3M thể hiện sự trôi chảy đủ để lấp đầy Hình học khuôn phức tạp Và Phần tường mỏng (>3Mạnh5 mm).
Sự hiện diện của niken và molypden tiếp tục hỗ trợ sự ổn định và hiệu suất làm đầy nấm mốc. - Sắp giảm vừa phải (~ 1,5 …2,0%): CF3M thể hiện sự co rút hóa rắn có thể dự đoán được, cho phép bồi thường hiệu quả thông qua Phụ cấp mẫu, Thiết kế riser, và việc sử dụng Tay áo tỏa nhiệt.
Hành vi co ngót của nó có thể được mô hình hóa và quản lý bằng các công cụ mô phỏng nhiệt hiện đại. - Xu hướng nứt nóng thấp: Cấu trúc Austenitic hoàn toàn của CF3M, kết hợp với hàm lượng carbon thấp của nó (≤ 0.03%),
kết quả là vết nứt hóa rắn tối thiểu, Ngay cả trong các vật đúc bị hạn chế về mặt hình học hoặc dày. - Khả năng hàn tuyệt vời: CAST CF3M có thể được sửa chữa bằng cách sử dụng kim loại phụ Austenitic tiêu chuẩn như ER316L.
Hàm lượng carbon thấp của nó hạn chế kết tủa cacbua trong quá trình hàn, giảm thiểu nguy cơ ăn mòn giữa các hạt.
Giải pháp sau Weld ủ thường được áp dụng để khôi phục khả năng chống ăn mòn đầy đủ. - Khả năng thích ứng với xử lý nhiệt: CF3M phản ứng tốt với Giải pháp ủ (1040Mạnh1100 ° C.) Và làm dịu đi,
đồng nhất hóa cấu trúc vi mô, Hòa tan các cacbua dư, và tối đa hóa khả năng chống ăn mòn.
Phương pháp điều trị giảm căng thẳng cũng có thể được sử dụng để giảm căng thẳng dư trong các vật đúc lớn.
Phương pháp đúc phù hợp:
CF3M thích nghi tốt với nhiều phương thức đúc, Mỗi người cung cấp những lợi thế khác biệt:
| Phương pháp | Điểm mạnh | Dung sai điển hình & Hoàn thành |
|---|---|---|
| Đúc cát | Hiệu quả chi phí cho lớn, hình dạng đơn giản | ± 0,5 % tuyến tính, RA 6 trận12 |
| Đúc vỏ | Dung sai chặt chẽ, Chi tiết tốt | ± 0,3 % tuyến tính, RA 3-6 Pha |
| Đúc đầu tư | Hình học phức tạp, tường mỏng (<2 mm) | ± 0,2 % tuyến tính, Ra <3 Sọ |
| Đúc ly tâm | Mật độ cao, Độ xốp tối thiểu ở các bộ phận hình ống | ± 0,4 % tuyến tính, RA 6-10 Pha |
6. Hàn & Xử lý nhiệt bằng thép không gỉ CF3M
Thép không gỉ CF3M được công nhận rộng rãi vì khả năng hàn và đáp ứng tuyệt vời của nó đối với xử lý nhiệt.
Các thuộc tính này đảm bảo tính toàn vẹn cấu trúc, kháng ăn mòn, và hiệu suất cơ học trong chế tạo và dịch vụ sau đúc.
Khả năng hàn của CF3M
Một trong những điểm mạnh của CF3M nằm ở sự xuất sắc của nó Khả năng hàn, đặc biệt là khi so sánh với thép không gỉ carbon cao hoặc ferritic.
Hàm lượng carbon thấp (≤ 0.03%) làm giảm đáng kể nguy cơ kết tủa cacbua crom, một hiện tượng gây ra sự ăn mòn giữa các hạt trong vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ).
Đặc điểm hàn chính:
- Làm nóng trước: Thường không được yêu cầu do cấu trúc austenitic, mặc dù làm nóng trước (~ 100 bóng150 ° C.) có thể được sử dụng cho các phần dày để giảm độ dốc nhiệt.
- Kim loại phụ: Sử dụng các chất độn phù hợp hoặc hơi quá được ER316L hoặc ER317L được khuyến nghị để duy trì khả năng chống ăn mòn và độ dẻo.
- Kiểm soát đầu vào nhiệt: Đầu vào nhiệt được kiểm soát là điều cần thiết để tránh nứt nóng và đảm bảo sự hình thành delta-ferrite tối thiểu (Thông thường 3 trận10% mong muốn).
- Làm sạch sau hàn: Cấy hoặc thụ động được khuyên nên khôi phục khả năng chống ăn mòn trên bề mặt mối hàn.
Điều trị nhiệt sau hàn (PWHT)
Trong khi carbon thấp CF3M làm giảm nguy cơ nhạy cảm, Một số ứng dụng nhất định, đặc biệt là các ứng dụng trong môi trường hóa học tích cực hoặc đòi hỏi phải có khả năng chống ăn mòn tối đa có thể được hưởng lợi từ sau Weld Điều trị nhiệt.
Giải pháp ủ:
- Phạm vi nhiệt độ: 1040Mạnh1100 ° C. (1900Mạnh2010 ° F.)
- Mục đích: Hòa tan bất kỳ cacbua giàu crôm được hình thành trong quá trình hàn và phục hồi cấu trúc vi mô austenitic đầy đủ
- Làm dịu đi: Nước nhanh hoặc làm nguội không khí là điều cần thiết để ngăn chặn sự nhạy cảm và sự hình thành pha sigma
Giảm căng thẳng (Khi giải pháp ủ là không khả thi):
- Phạm vi nhiệt độ: 300400400 ° C.
- Tác dụng: Giảm ứng suất dư mà không làm thay đổi đáng kể khả năng chống ăn mòn
- Giới hạn: Không hòa tan cacbua hoặc nhạy cảm ngược
7. Các ứng dụng chính của thép không gỉ CF3M
Thiết bị quy trình hóa học
- Bơm: Thép không gỉ CF3M là lý tưởng cho các máy bơm được sử dụng trong việc vận chuyển chất lỏng ăn mòn, đặc biệt trong các ứng dụng liên quan đến dung dịch axit hoặc kiềm.
- Van: Được sử dụng trong các ngành chế biến hóa học và dược phẩm, CF3M cung cấp độ bền và khả năng chống ăn mòn trong điều kiện áp suất cao và nhiệt độ cao.
- Trao đổi nhiệt: Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và độ ổn định nhiệt độ cao của nó làm cho CF3M trở thành vật liệu lý tưởng để trao đổi nhiệt xử lý phương tiện truyền thông tích cực.
- Tàu phản ứng: Đối với các lò phản ứng xử lý hóa chất ăn mòn, CF3M cung cấp độ bền lâu dài và giảm thiểu chi phí bảo trì.
Các ứng dụng biển và ngoài khơi
- Nền tảng ngoài khơi: Được sử dụng trong các thành phần cấu trúc và hệ thống đường ống tiếp xúc với nước biển và khí quyển biển.
- Hàng hải Phần cứng: Van, bơm, và các thành phần khác yêu cầu khả năng chống ăn mòn cao để chịu được tiếp xúc liên tục với các điều kiện nước muối.
- Đóng tàu: Các bộ phận quan trọng như bánh lái, Trục chân vịt, và các thành phần Hull được hưởng lợi từ khả năng chống ăn mòn nước biển CF3M và duy trì tính toàn vẹn dưới các ứng suất cơ học.
Các thành phần công nghiệp thực phẩm và dược phẩm
- Thiết bị chế biến thực phẩm: CF3M được sử dụng trong các thiết bị xử lý các chất tẩy rửa tích cực và nhiệt độ khắc nghiệt, chẳng hạn như bể trộn, đường ống, và van.
- Sản xuất dược phẩm: CF3M được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận như lò phản ứng và máy trộn, nơi môi trường không bị ô nhiễm là cần thiết.
- Đóng chai và đóng gói: Các bộ phận trong dây chuyền sản xuất đồ uống, chẳng hạn như vòi phun và phụ kiện, lợi ích từ khả năng kháng CF3M đối với các dung dịch axit và kiềm.
Sản xuất điện & Các ngành công nghiệp nặng
- Hệ thống đường ống Trong các nhà máy điện nhiệt độ cao xử lý hơi nước và chất lỏng hóa học.
- Tàu áp lực Và Các bộ phận tuabin đòi hỏi phải kháng nhiệt độ cao, Đạp xe nhiệt, và phương tiện truyền thông ăn mòn.
- Trao đổi nhiệt Trong các nhà máy điện đối phó với khí nóng hoặc nước làm mát có thể chứa các chất gây ô nhiễm tích cực.
Ngành dầu khí
- Thiết bị hạ cấp: CF3M được sử dụng trong các thành phần như đầu giếng, Van, và ống đòi hỏi khả năng chống ăn mòn và hao mòn đặc biệt.
- Hệ thống đường ống: Hiệu suất tuyệt vời của nó trong cả hai ngọt Và chua Môi trường làm cho nó phù hợp với đường ống dầu khí áp suất cao.
- Thiết bị tinh chế: CF3M thường được sử dụng trong Trao đổi nhiệt, lò phản ứng, Và Đơn vị bẻ khóa trong các nhà máy lọc dầu xử lý khí chua và các vật liệu ăn mòn khác.
Các ứng dụng quan trọng khác
- Tàu áp suất và lò phản ứng: CF3M có khả năng chống lại vết nứt ăn mòn căng thẳng và độ bền kéo tuyệt vời làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng áp suất cao như trong lò phản ứng hóa học hoặc tàu nhiệt độ cao.
- Các thành phần tuabin và máy nén: Khả năng chống oxy hóa của họ ở nhiệt độ cao đảm bảo độ tin cậy trong tuabin Và máy nén Trong các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và điện.
8. Tiêu chuẩn, Tương đương & Thông số kỹ thuật
| Cơ thể tiêu chuẩn | Chỉ định | Tương đương |
|---|---|---|
| TRONG | En-js 316lm / 1.4408 | - |
| ASTM | A351 CF3M | - |
| ISO | ISO 1083 En-gjn-316lm | - |
| Anh ấy là | Suh316lm | SUS316L (rèn) |
| Norsok | TỪ 17460 GG-316LM | - |
Thông số kỹ thuật mua hàng điển hình gọi cho ASTM A351 CF3M Đúc với kiểm tra X quang, giới hạn độ cứng của 200 Hb Max, và xác minh PMI về nội dung MO.
9. So sánh thép không gỉ CF3M với vật liệu thay thế
| Tài sản / Vật liệu | CF3M (316L diễn viên) | CF8M (316 Dàn diễn viên) | CF3 (304L diễn viên) | CF8C (317 Dàn diễn viên) | 316L (Rèn) |
|---|---|---|---|---|---|
| Hàm lượng carbon (Tối đa, %) | 0.03 | 0.08 | 0.03 | 0.08 | 0.03 |
| Nội dung molybdenum (%) | 2–3 | 2–3 | Không có | 3–4 | 2–3 |
| Kháng chiến (Gỗ) | ~ 25 | ~ 25 | ~ 18 | ~ 30 | ~ 25 trận27 |
| Kháng clorua | Cao | Trung bình cao | Thấp trung bình | Rất cao | Cao |
| Nguy cơ ăn mòn giữa các hạt | Rất thấp | Vừa phải | Thấp | Vừa phải | Rất thấp |
| Độ bền kéo (MPA) | ~ 485 bóng620 | ~ 485 bóng620 | ~ 450 bóng600 | >600 | 515Tiết690 |
| Sức mạnh năng suất (MPA) | ~ 170 bóng300 | ~ 170 bóng300 | ~ 170 bóng275 | >300 | 205Cấm310 |
| Kéo dài (%) | ≥25 | ≥25 | ≥30 | 20–25 | ≥40 |
| Khả năng hàn | Xuất sắc | Tốt | Xuất sắc | Vừa phải | Xuất sắc |
| Điện trở cho nhiệt độ cao | Vừa phải | Vừa phải | Thấp | Cao | Tốt |
| Khả năng đúc | Xuất sắc | Xuất sắc | Xuất sắc | Vừa phải | Không áp dụng |
| Khả năng gia công | Vừa phải | Vừa phải | Tốt | Vừa phải | Tốt |
| Hoàn thiện bề mặt (như được cung cấp) | Thô (như đúc) | Thô | Thô | Thô | Trơn tru (lăn) |
| Mức chi phí | Vừa phải | Vừa phải | Thấp | Cao | Trung bình cao |
| Trường hợp sử dụng điển hình | Bơm hóa học, Van, dược phẩm, hàng hải | Công nghiệp nói chung và hàng hải | Đồ ăn, Hóa chất ánh sáng | Hóa chất tích cực, Dịch vụ cao cấp | Xe tăng chính xác, đường ống, ngành kiến trúc |
10. Phần kết luận
Thép không gỉ CF3M đứng ở vị trí hàng đầu của hợp kim không gỉ đúc,
kết hôn với khả năng chống ăn mòn tương đương 316L, Tính chất cơ học mạnh mẽ, và linh hoạt thành phần đúc.
Khi nhu cầu công nghiệp tăng lên, CF3M cho phép các kỹ sư thiết kế phức tạp,
Các thành phần hiệu quả về chi phí chịu đựng hóa chất khắc nghiệt nhất, hàng hải, và môi trường xử lý.
Bằng cách tuân thủ các thực tiễn tốt nhất trong kiểm soát hóa học, Xử lý đúc, và điều trị nhiệt sau khi hàn,
Các nhà sản xuất mở khóa tiềm năng đầy đủ của CF3M, đảm bảo tuổi thọ, độ tin cậy, và giá trị vòng đời.
Langhe là lựa chọn hoàn hảo cho nhu cầu sản xuất của bạn nếu bạn cần chất lượng cao Đóng thép không gỉ.
