阀门用奥氏体不锈钢铸件应用分析

阀门用奥氏体不锈钢铸件应用分析

高威 

哈尔滨电气股份有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150028

摘要：(1)由于奥地利基的大量网格和少量δ -铁素体小片的分布，渗过的奥地利不锈钢具有很高的磁性。(2)降低Cr、Si、Mo铁形成元素含量，增加Ni、c、Mn等奥地利铁形成元素含量。可以显着降低体内铁δ(3)含量，保证铸造奥地利不锈钢的磁性不影响使用，数值计算可以降低镍含量，从而降低生产成本。本文对阀门用奥氏体不锈钢铸件的应用进行分析，以供参考。

关键词：铸造奥氏体不锈钢；顺序凝固；无损检测；承压；选择牌号

引言

奥地利不锈钢通常只有一个环境温度的奥地利组织，是环形立方体的一部分，不是磁性的，但在熔解状态下，由于成分两极分化，奥地利基体上可能会发生其他阶段，如奥地利同系物(铁氧体)由于铁体是磁性的，铁体的出现及其不同含量会影响奥地利铸造的不锈钢的磁性导电性。但是，某些行业的特殊产品，特别是仪器，规定奥地利不锈钢的磁性能小于或等于2.0，即固体铁含量小于或等于10 %，奥地利不锈钢的磁性能不能是奥地利铸造的CF8和CF8M铸造的奥地利不锈钢显示出不符合客户要求的强大磁铁。本文研究了奥地利渗出不锈钢磁强的原因，提出了降低磁强的解决方案，为企业的生产制造提供了依据。

1概述

通用阀门用奥氏体不锈钢铸件应用范围十分广泛，从－２５４℃“超低温”到１０００℃“超高温”，是耐氧化性的酸、还原性的酸、硫酸、环烷酸、有机酸等腐蚀介质及中压氧气阀门的主要零件材料，是国家现代化的关键性材料。因此，对通用阀门用奥氏体不锈钢铸件的铸造必须要高度重视，在阀门设计选型中要正确选用奥氏体不锈钢。

2基于磁性多参数的铸造奥氏体不锈钢热老化状态

奥氏体不锈钢（CASS）是核电站加压回路的主要材料。然而，在高温（280-330℃）下长时间使用Cass会导致材料热老化，并严重损害电路完整性。鉴于主轨道的重要性，很难对现场服务部件的热老化进行破坏性取样和评估，因此需要研究非破坏性仪器来表征主轨道的热老化。随着材料老化，微观结构发生变化，导致磁性变化。通过检测磁变化，可以指示材料的热老化状态。压力容器的磁性随热老化时间变化，强度与热老化之间存在一定关系；发现Neil温度与316不锈钢的热老化状态之间的关系在Neil温度和热老化温度之间是定性的；研究了Barkhausen声信号与两相合金热老化状态之间的关系。发现Barkhausen声信号的值随着热老化时间而降低。目前还没有用于磁性研究的熔融奥氏体的热老化，上述研究基于对单个参数的研究，该参数需要对多个变量进行实验控制，并且在实际工程应用中受到限制。

3显微组织分析

对微观结构进行显微镜分析以证实XRD分析的结果。CF8和CF8M样品由基质相和网格或小沉淀组成。为了确定不同形态结构的化学成分，对不同位置的能量进行光谱分析，通常Cr、if、mo、Nb都是铁的成分，从而促进铁的质量δ的形成；Ni、c、n、Mn和Cu都是奥地利形成元素，有利于奥地利的形成并抑制其形成δ通过对表中铁氧体形成不同阶段的化学成分进行比较分析，可以看出，CF8和CF8M样品的基体是富含镍和锰的奥地利基体，栅极的沉淀阶段富含铁素体。

4铸造奥氏体不锈钢中铁素体

铸造奥氏体不锈钢(cast-austenitic-stainless-steel,CASS)Z3CN20-09M钢被广泛应用于石油化工、核能和其他关键部件领域。例如，z3cn 20-09m钢主要用于加压水堆核电站的主干线，与奥地利和铁氧体两相组织RCC-M规定铁氧体体积部分为12容易造成机械损坏。成型过程中产生的小瑕疵也可用作裂纹的来源，从而促进芯形和裂纹扩展。有效检测奥氏体模具钢的缺陷和损伤对于保证关键部件的安全运行非常重要，许多研究报告了基于超声波法对材料的微观结构、结构和性能的评价。由于成型的澳大利亚不锈钢部件尺寸(核电主干线厚度66-110毫米)，熔胶速度较低，奥地利颗粒较大，各向异性明显，美国西北太平洋国家实验室的结果表明:为了减少弹性各向异性引起的结构噪声，当铁素体相对于超声波长较小时，通常忽略声散射效应，只需要考虑奥氏体颗粒。对于表面缺陷和损伤、表面损伤或表面亚毫米或更小的损伤，有必要增加超声测试频率，通常高于10MHz。根据10MHz的计算，单个研究达到了100MHz，这相当于约0.6mm的超声波波长和铁氧体晶粒的尺寸。目前还没有结论。铁素体晶粒的形态及其与奥氏体的两相界面具有一些特殊性，这影响了材料变形过程中微观损伤的发展规律，也影响了非均匀界面的声阻抗。因此，研究了铁素体和奥氏体在CASS中的定位关系，阐明了影响声衰减的因素和提高噪声质量的规律。

5应用分析

铸造厂提供的铸造奥氏体不锈钢铸件可以满足高压、高温、低温和耐腐蚀的要求。然而，用于高压阀门的CF8奥氏体不锈钢要求铸件具有足够的强度和致密的结构。铸件必须具有高含量的C和合金，如Cr、Ni和Mn，C含量≥0.04%，并应达到0.06%至0.08%，以确保钢具有足够的强度，不会产生高压塑性变形。并且它需要低含量的形成裂纹的危险元素S和P。射流样品需要进行耐高温蠕变试验，射流需要进行X射线和渗透试验。此时，其最高工作温度≤650℃。低温奥氏体CF8不锈钢要求C和Ni含量满足铸件形成足够的奥氏体“面心”立方晶格结构的条件，并且在低温下必须具有良好的硬度，需要少量的“体心”立方点阵结构。因为“体心立方”晶格的铁氧体结构增加了钢在低温下的硬度和脆性；形成裂纹的危险元素S和P的含量较低。Cr属于还原奥氏体γ相区和铁素体形成α合金元素，如Mo、Ti和Nb也是膨胀铁素体α相结合元素。“由于体心立方晶格的铁氧体结构可以增加钢的硬度和脆性，为了防止氢脆性，CF8C熔融奥氏体不锈钢被用于高压加氢装置的阀门。CF8C基于CF8，通过添加稳定合金元素Nb来形成稳定的碳化铌（Nb4C3）从而提高了抗氢腐蚀的能力。根据JB/T11484标准的要求，铁素体含量应控制在4%至16%之间。铸件必须进行晶间腐蚀试验以及X射线、渗透和金相试验。此时，其最高工作温度≤500℃。“耐氧化酸（硝酸）腐蚀的CF8熔融奥氏体不锈钢需要低C含量、高Cr和Ni含量以及晶间腐蚀测试。

结束语

总之，使用磁性试验方法对热老化进行无损表征的CASS研究结果表明：1）熔融奥氏体不锈钢在400°C下随着热老化而持续下降，但测量信号25的磁参数不会单调变化。由于各种因素的影响，单个磁性参数难以表示奥氏体不锈钢铸件的热老化状态。2）使用非线性回归拟合对测量的磁数据进行数学建模，对于同一批材料，预测冲击功率偏差为25%。3）多模态磁法克服了评估单个参数产生的热老化状态的困难，为评估CASS无损热老化状态提供了良好的技术应用前景。

参考文献

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