1. 介绍
CF8M 不锈钢 是铸造奥氏体不锈钢合金, 根据ASTM A351标准化, A743, 和A744, 使用UNS指定J92900.
从本质上讲，这相当于锻造 316 不锈钢, 结合钼 (莫) 进入铬尼克 (Cr-nie) 矩阵可增强对局部腐蚀的抗性.
在20世纪中叶出现，以及对成本效益的工业需求不断增长, 耐腐蚀的材料,
此后，CF8M不锈钢已成为涉及化学加工的应用中的首选材料, 海洋暴露, 和食品级环境.
将CF8M设置的是其独特的能力，可以将铸性与高性能腐蚀性和机械强度相结合 - 特征学经常在单个合金中同时发现.
2. 化学组成 & 微观结构
CF8M的化学成分受到严格控制，以满足特定的机械和耐腐蚀性能基准测试. 典型的名义组成如下所示:
| 元素 | 重量 % |
|---|---|
| 碳 (c) | ≤ 0.08 |
| 锰 (Mn) | ≤ 1.5 |
| 硅 (和) | ≤ 2.0 |
| 磷 (p) | ≤ 0.04 |
| 硫 (s) | ≤ 0.04 |
| 铬 (Cr) | 18.0–21.0 |
| 镍 (在) | 9.0–12.0 |
| 钼 (莫) | 2.0–3.0 |
| 铁 (铁) | 平衡 |
从冶金的角度来看, 不锈钢CF8M具有完全的奥氏体基质 (FCC结构), 即使在低温温度下，也可以确保出色的韧性.
受控数量的三角洲铁氧体 (3–10％) 通常存在于微观结构中，以防止在凝固过程中进行热开裂, 特别是在较厚的铸件中.
这种双相结构也有助于焊接性和机械稳定性.
钼的添加在抑制金属间形成中起着关键作用，并增强了对蚀刻和裂缝腐蚀的阻力.
低碳含量 (≤ 0.08%) 降低晶界碳化物沉淀的风险, 从而提高了对晶间腐蚀的耐药性.
3. 标准 & 等效物
CF8M在各种全球代码中标准化, 确保跨市场适用性:
| 标准 | 指定 |
|---|---|
| ASTM | A351/A743/A744 CF8M |
| 我们 | J92900 |
| 在 | 1.4408 (GX5CRNIMO19-11-2) |
| ISO | X5CRNIMO17-12-2 |
| 他是 (投掷) | SCS14 |
它直接与锻造 316 不锈钢 (美国S31600), 尽管演员版本可能具有略有不同的铁氧体含量和机械公差.
4. CF8M不锈钢的机械和物理特性
| 性能特性 | 价值 / 范围 |
|---|---|
| 抗拉强度 (UTS) | 485–620MPA |
| 屈服强度 (0.2% 抵消) | 205–275MPA |
| 裂缝处伸长 | ≥30％ |
| Brinell硬度 (HB) | 150–200 |
| 夏比影响韧性 (RT) | ≥60J |
| 疲劳极限 (10⁷周期) | 〜200MPA |
| 密度 | 〜7.98g/cm³ |
| 导热率 (100 °C) | 〜16W/m·k |
| 热膨胀 (20–100°C) | 16.5 ×10⁻⁶/k |
| 比热容量 | 〜500J/kg·k |
| 电阻率 (20 °C) | 〜0.74µΩ·m |
| 弹性模量 | 〜193GPA |
| 磁渗透性 | 〜1.02 (非磁性) |
| 融化范围 | 〜1370–1400°C |
| 线性收缩 (投掷) | 1.8–2.2％ |
5. 不锈钢CF8M的耐腐蚀性
CF8M不锈钢以其 出色的耐腐蚀性, 特别是在 氯化物丰富, 酸性, 和 海洋环境.
这是由于其精心平衡的组成, 包括 钼 (2.0–3.0％),
这大大增强了它的 点抗性 和 缝隙腐蚀 反抗, 使其成为合适的选择 关键的工业应用.
一般腐蚀性
CF8M展品 出色的阻力 到 一般腐蚀 在各种环境中, 包括 温和的酸 和 氯化物溶液.
合金的 铬 内容形式 保护性氧化物层 在表面, 防止进一步退化.
这使得CF8M非常适合使用 化学反应堆, 热交换器, 和 管道系统 暴露于 稀酸 或者 积极的化学物质.
凹痕和缝隙腐蚀性
这 固定性等效数 (木头) CF8M通常是 23–25, 这表明其对 局部腐蚀 例如 点缀 和 缝隙腐蚀 在 氯化物环境.
与 CF8 (304 投掷), 有一个周围的培训 17, CF8M在高度侵略性的环境中的表现优于 海水 或者 化学加工解决方案.
例如, 在海水暴露测试中, CF8M组件仍然不受影响 点缀 或者 缝隙腐蚀 为了结束 六个月, 尽管 CF8 在不到三个月的时间内表现出明显的腐蚀.
应力腐蚀破裂 (SCC) 反抗
CF8M不锈钢有 卓越的阻力 到 应力腐蚀破裂 (SCC), 特别是在 氯化物的环境, 由于其低碳含量和钼的存在.
虽然所有奥氏体不锈钢都容易受到SCC的影响, CF8M的性能比 CF8 (304 投掷), 这更容易在富含氯化物的溶液中应力下开裂.
在暴露于CF8M的测试中 高拉伸应力 和 氯化物环境, 合金显示 没有破裂, 然而 CF8 在类似条件下几周内表现出可见的破裂.
这使得CF8M适用于 海洋环境, 化学处理, 和 管道系统 暴露于高拉力应力.
与其他不锈钢合金进行比较
与 CF8 (304 投掷) 和 CF3M (316L演员), CF8M展品 耐腐蚀性 在各种因素（例如点点）, 缝隙腐蚀, 和一般腐蚀.
添加 钼 增加了CF8M对 氯化物诱导的点, 提供 更可靠 处理的行业选项 海水 或者 化学暴露.
这是一个快速比较:
| 性能特性 | CF8M | CF8 (304 投掷) | CF3M (316L演员) |
|---|---|---|---|
| mo内容 | 2.0–3.0％ | 没有任何 | 2.0–3.0％ |
| 点抗性 (木头) | 23–25 | 17 | 23–25 |
| 一般腐蚀 | 出色的 | 一般 | 出色的 |
| 缝隙腐蚀 | 出色的 | 贫穷的 | 出色的 |
| 应力腐蚀破裂 | 良好 | 贫穷的 | 良好 |
CF8M的 点抗性, 一般腐蚀性, 和 应力腐蚀破裂抗性 都明显好 CF8 (304 投掷), 虽然它保持可比的性能 CF3M (316L演员).
这使它成为 首选材料 在恶劣的环境中 耐腐蚀性 是最重要的.
对含硫酸的抗性
不锈钢CF8M对 硫酸 还有其他 含硫酸.
它在这些环境中的性能使其非常适合 化学处理应用, 例如 反应堆 和 热交换器 处理 硫酸.
与其他材料不同, CF8M可抵抗从硫酸降解至 10% 专注, 确保寿命并降低维护成本.
6. 铸造不锈钢CF8M的适用性
指定不锈钢CF8M用于铸件, 工程师受益于一种结合的材料 优异的耐腐蚀性 和 强大的可铸性.
以下是使CF8M成为苛刻行业的理想选择的关键属性和推荐过程.
关键适合性属性
良好的流动性
首先, CF8M倒在模具中很容易流入模具 1 550–1 600 °C, 达到流动性 250–300毫米 (ISO 243).
这种流动水平支持 薄壁部分 4 毫米 和复杂的几何形状没有冷关.
中等收缩
而且, CF8M表现出可预测的线性收缩 1.8–2.2 %, 可以通过有效补偿 模式津贴 和 立管设计.
通过用CFD或热FEA建模固化, 铸造厂可以最大程度地减少中心线孔隙度并达到紧密的尺寸公差.
低热裂缝趋势
此外, 受控 3–7 % D-铁氧体 CF8M微观结构中的内容可显着减少凝固性破裂.
因此, 即使在突然横截面变化的部分中, 合金抵抗热泪并保持完整性.
焊接更高
不锈钢CF8M铸件接受标准 316/316L填充金属 和吹牛 出色的可焊性, 得益于它们低碳和平衡的铁素体 - 澳大利亚结构.
焊后溶液退火进一步恢复耐腐蚀性, 确保持久的维修.
热处理适应性
最后, CF8M响应良好 解决方案退火 (1 040–1 100 °C) 和快速淬火.
压力缓解治疗 650–750°C 还可以减轻残余应力而不会损害被动性, 授予设计师在下游处理中的灵活性.
CF8M不锈钢的合适铸造方法
| 方法 | 用例 | 优点 | 表面处理 | 维度的准确性 | 考虑因素 |
|---|---|---|---|---|---|
| 沙子铸造 | 大型泵外壳, 阀体 | 长期的成本效益, 大零件; 柔性霉菌几何形状 | RA 6–12µm | 线性±0.5％ | 需要良好的沙质质量和立管设计来控制孔隙率 |
| 外壳成型 | 中等零件, 高价值组件 | 细节, 上表面饰面; 刚性霉菌减少失真 | RA 3-6µm | ±0.3％线性 | 更高的工具成本; 最适合中等卷 |
| 熔模铸造 | 小的, 错综复杂的形状 (叶轮, 配件) | 出色的细节和完成; 最小加工 | RA < 3 µm | ±0.1mm | 每部分成本较高; 限于较小的铸件 |
| 离心铸件 | 圆柱零件 (管道, 衬套, 转子) | 增强密度, 方向强度, 最小的孔隙度 | RA 6-10µm | 线性±0.4％ | 需要专门的设备; 几何限制为轴对称 |
7. 焊接 & 不锈钢CF8M的热处理
CF8M很容易使用GTAW等常规过程 (氩弧焊), Smaw (戳), 和Gmaw (我).
通常建议使用填充金属，例如ER316L或E316L-16.
然而, 必须谨慎进行热量输入.
过量的热量会导致敏化 - 在晶界处的碳化物的形成 - 这会损害耐腐蚀性. 减轻这一点:
- 焊后溶液退火通常在1040–1120°C下进行, 然后快速淬火.
- 避免在600–850°C范围内缓慢冷却以防止Sigma相形成.
用于关键应用, 可以在〜650°C下进行应力治疗1-2小时, 特别是为了减轻加工或焊接的残余压力.
8. 关键应用程序
CF8M的耐腐蚀性, 机械强度, 铸造性使其非常适合各种行业的应用:
- 化学处理: 反应堆, 坦克, 法兰, 泵
- 油 & 气体: 海底阀, 分离器, 和连接器
- 海军陆战队: 轴, 叶轮, 海水管道系统
- 食物 & 制药: 无菌阀, 管配件, 混合刀片
- 发电: 涡轮机, 冷凝器, 喷油器
9. 与替代材料进行比较
不锈钢CF8M由于其耐腐蚀性平衡而广泛使用, 机械性能, 和可铸性.
然而, 在材料选择中, 将CF8M与替代不锈钢铸造等级和等效的替代性不锈钢铸件进行比较至关重要，以确定对特定服务环境的适用性.
这是一个比较概述:
| 性能特性 / 特征 | CF8M (投掷 316) | CF8 (投掷 304) | CF3M (低C 316L) | CF8C (稳定347型) | 锻 316 / 316L SS |
|---|---|---|---|---|---|
| 构图亮点 | Cr 18%, 在 9%, MO 2–3％ | Cr 18%, 在 8% | Cr 18%, 在 9%, MO 2–3％, c≤ 0.03% | Cr 18%, 在 10%, NB稳定 | 类似于CF8M / CF3M |
| 耐腐蚀性 (木头) | 〜25 (中度至高) | 〜19–20 (降低) | 〜25–26 (高的, 特别是在焊缝中) | 〜20–21 | 25–26 (锻造的谷物更均匀) |
| 氯化物耐药性 | 良好 | 公平的 | 非常好 | 公平 | 优秀的L等级 |
| 可焊性 | 出色的 | 出色的 | 优越的 (低敏化风险) | 出色的 (由于NB稳定) | 出色的 |
| 热开裂的阻力 | 良好 (带有控制的铁氧体) | 一般 | 更好的 (下c, 更多铁氧体) | 非常好 | 非常好 |
| 抗拉强度 (MPA) | 〜485–585 | 〜450–550 | 〜450–550 | 〜500–600 | 〜500–620 |
伸长 (%) |
〜30–35 | 〜30–40 | 〜35–40 | 〜30–35 | 〜40–50 |
| 蠕变 & 高温稳定性 | 适度 600 °C | 一般 | 降低 (有限的蠕变强度) | 优越的 (NB稳定谷物生长) | 比演员成绩更好 (一般来说) |
| 可铸性 | 出色的 | 出色的 | 良好 (较低的C可能会降低流动性) | 一般 | 不适用 |
| 可加工性 | 公平 | 良好 | 公平的 | 公平的 | 良好 |
| 典型的应用 | 阀, 泵, 海洋铸件 | 建筑, 通用设备 | 生物/制药零件, 低温血管 | 石化, 高温服务 | 压力容器, 结构管 |
| 成本 | 一般 | 降低 | 略高 | 更高 | 更高 (工艺成本) |
关键要点
- cf8m vs. CF8: CF8M由于钼提供了更好的耐腐蚀性，但价格略高一些. 海军陆战队的理想选择, 食品级, 和化学过程应用.
- cf8m vs. CF3M: CF3M具有更好的可焊性和降低致敏风险, 使其在高度腐蚀的环境和焊接结构中更可取, 例如制药容器.
- cf8m vs. CF8C: CF8C对于升高的温度应用是优越的, 多亏了尼伯稳定，这增强了蠕变强度.
- cf8m vs. 锻 316/316l: 锻造材料提供更好的延展性和表面饰面, 但是CF8M为大型提供了设计灵活性, 复杂的组件.
10. 结论
总之, 不锈钢CF8M是一种适合用于腐蚀性和机械苛刻环境的高性能铸造合金.
它优化的CR-NI-MO化学, 平衡的奥氏体特性微观结构, 极好的铸造性使其成为从石油和天然气到药品的行业中值得信赖的材料.
是部署在侵略性海洋条件下还是无菌食品加工环境, CF8M始终提供可靠的, 长期表现.
CF8M仍然是工程师和冶金学家的行业基准，寻求具有成本效益的解决方案，具有出色的抵抗力和机械压力.
狼河 如果您需要高质量的话，是制造需求的理想选择 不锈钢铸件.
