ASTM A995/A995M-20
Стандартные спецификации для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для деталей, работающих под давлением
- Стандартный №
- ASTM A995/A995M-20
- Дата публикации
- 2020
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- Последняя версия
- ASTM A995/A995M-20
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая информация
ASTM A995/A995M-20 — это техническая спецификация для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для сосудов под давлением, опубликованная Американским обществом по испытаниям и материалам. Этот стандарт был впервые опубликован в 1998 году, а версия 2020 года является последней редакцией, в первую очередь обновляющей стандартизацию описаний процессов термической обработки и оптимизирующей формат таблиц химического состава.
Анализ характеристик материалов дуплексной нержавеющей стали
Дуплексная нержавеющая сталь достигает дуплексной структуры с приблизительно 30–60 % феррита и сбалансированным аустенитом благодаря точному контролю химического состава и процессов термической обработки. Эта микроструктурная особенность обеспечивает ей как высокую прочность, так и превосходную коррозионную стойкость:
Показатели производительности Ферритная нержавеющая сталь Аустенитная нержавеющая сталь Дуплексная нержавеющая сталь Предел текучести (МПа) 275-350 190-240 450-690 Прочность на растяжение (МПа) 450-550 490-690 620-690 Удлинение (%) 15-25 40-50 16-25 Эквивалент стойкости к питтинговой коррозии PREN 18-30 18-40 35-45
Анализ системы химического состава
Стандарт охватывает 7 основных классов, каждый из которых имеет свой собственный уникальный дизайн химического состава:
Класс Номер UNS Содержание хрома (%) Содержание никеля (%) Содержание молибдена (%) Содержание азота (%) Специальные элементы 1B (CD4MCuN) J93372 24,5-26,5 4,7-6,0 1,70-2,30 0,10-0,25 Cu: 2,7-3,3% 4A (CD3MN) J92205 21,0-23,5 4,5-6,5 2,5-3,5 0,10-0,30 - 6A (CD3MWCuN) J93380 24,0-26,0 6,5-8,5 3,0-4,0 0,20-0,30 Cu: 0,5-1,0%, W: 0,5-1,0% 7A (CD3MWN) J93379 26,0-28,0 6,0-8,0 2,0-3,5 0,30-0,40 W: 3,0-4,0%, B+Ba+Ce+La Механизм действия каждого элемента: хром обеспечивает способность образовывать пассивную пленку, молибден повышает стойкость к точечной коррозии, азот не только повышает прочность, но и способствует образованию аустенита, медь повышает стойкость к сернокислой коррозии, а вольфрам замещает часть молибдена для улучшения термической стабильности.
Ключевые технологии процесса термообработки
Термическая обработка является ключевым процессом для получения идеальной дуплексной структуры, и требования для каждой марки существенно различаются:
Марка Температура раствора Требования к изоляции Способ охлаждения Специальный процесс 1B ≥1040°C Равномерный нагрев Закалка в воде или быстрое охлаждение - 4A ≥1120°C Равномерный Нагрев Закалка в воде или быстрое охлаждение Возможно охлаждение печи до ≥1010°C и поддержание тепла в течение 15 минут перед закалкой в воде 5A ≥1120°C Равномерный нагрев Охлаждение печи до ≥1045°C и закалка в воде Двухступенчатый контроль охлаждения 7A ≥1130°C Равномерный нагрев Охлаждение печи до ≥1060°C и закалка в воде Точный контроль температуры Ключевые моменты процесса: Обработка на твердый раствор должна гарантировать полное растворение хрупких фаз, таких как σ-фаза и χ-фаза, а быстрое охлаждение предотвращает выделение хрупких фаз и вторичных фаз при температуре 475 °C. Слишком высокая температура приведёт к образованию избыточного феррита, в то время как слишком низкая температура не приведёт к полному растворению вредной фазы. > 1B
750 МПа 485 МПа 16% Высокая прочность, умеренная пластичность 2A 750 МПа 450 МПа 25% Превосходные комплексные свойства 4A 620 МПа 415 МПа 25% Стандартные свойства дуплексной стали 5A 690 МПа 515 МПа 18% Высокая прочность и коррозионная стойкость 6A 690 МПа 450 МПа 25% Свойства супердуплексной стали 7A 690 МПа 515 МПа 20% Высоколегированная супердуплексная сталь Требования к испытаниям: Для каждой плавки должно быть проведено не менее одного испытания на растяжение с образцами, взятыми из отдельно отлитых образцов или самой отливки (по согласованию).
Технические условия на сварной ремонт
Сварной ремонт является критическим этапом в производстве литья, и стандарт устанавливает для него строгие правила:
Критерии капитального ремонта сварного шва: ① Течь во время гидростатического испытания; ② Глубина полости после подготовки к ремонту превышает фактическую толщину стенки на 20% или 25 мм (в зависимости от того, что меньше); ③ Площадь полости превышает 65 см². Послесварочная термообработка обязательна для капитального ремонта сварных швов; мелкий ремонт сварных швов может быть освобожден от нее, если заказчик не потребовал иного.
Квалификация процедуры сварки: Процедура и сертификация квалификации сварщика должны проводиться в соответствии с ASTM A488/A488M. Состав сварочного материала может быть аналогичен составу отливки или подходящим образом легирован для достижения требуемой коррозионной стойкости и механических свойств.
Подробности дополнительных требований
Стандарт содержит ряд дополнительных требований (S1–S52), которые должны быть четко указаны в следующем порядке:
Дополнительные требования Описание содержания Сценарии применения S5 Радиографический контроль Компоненты высокого давления S6 Контроль проникающими жидкостями Обнаружение поверхностных дефектов S8 Испытание на удар по Шарпи Условия эксплуатации при низких температурах S10 Контроль подготовки к сварному ремонту Важные области ремонта сварных швов S50 Определение содержания феррита Контроль баланса фаз S52 Дополнительные требования к классу 6А Особые требования к супердуплексной стали Особо следует отметить дополнительные требования S52 для CD3MWCuN (класс 6А), включая определение толщины, испытание на удар, испытание на коррозию и оценку сварки, которые отражают требования к применению супердуплексной нержавеющей стали в суровых условиях.
Области применения и руководство по выбору
Отливки из дуплексной нержавеющей стали в основном используются в следующих областях:
Нефтехимия: CD4MCuN (1B) подходит для насосов и клапанов в среде хлорид-ионов, CD3MN (4A) используется для трубных решеток теплообменников
Судостроение: CE3MN (5A) используется для систем очистки морской воды, CD3MWCuN (6A) используется для арматуры подводных трубопроводов высокого давления
Химическая обработка: CD6MN (3A) используется для оборудования в среде серной кислоты, CD3MWN (7A) используется в экстремальных коррозионных условиях
Вопросы выбора: ① Тип и концентрация коррозионной среды; ② Рабочая температура и давление; ③ Условия механической нагрузки; ④ Требования к производству и сварке; ⑤ Анализ затрат и выгод.
Рекомендации и примечания по внедрению
Рекомендации по передовой практике на основе стандартных требований:
1. Выбор материала: выберите подходящую марку на основе конкретной среды эксплуатации, принимая во внимание значение PREN (эквивалентное число стойкости к точечной коррозии) = %Cr + 3,3×%Mo + 16×%N
2. Контроль производства: строго контролируйте параметры процесса термообработки, чтобы обеспечить баланс двухфазной микроструктуры и избежать выделения хрупкой фазы
3. Проверка качества: проводите химический состав, механические свойства и неразрушающие испытания в соответствии со стандартными требованиями, а также при необходимости проводите испытания на коррозионную стойкость
4. Управление сваркой: Разработка подробных спецификаций процедуры сварки, контроль тепловложения и температуры между проходами, предотвращение охрупчивания сварного шва
5. Ограничения применения: Обратите внимание, что стандарт не рекомендует использование при температурах выше 315 °C во избежание риска хрупкости и выделения σ-фазы при 475 °C
Строго выполняя требования ASTM A995/A995M-20, мы можем гарантировать долгосрочную и надежную эксплуатацию отливок из дуплексной нержавеющей стали в суровых коррозионных средах, предоставляя материальную поддержку таким ключевым областям, как нефтехимия и судостроение.
ASTM A995/A995M-20 Ссылочный документ
- ASTM A488/A488M Стандартная практика для стальных отливок, сварки, квалификации процедур и персонала
- ASTM A703/A703M Стандартные технические условия на стальные отливки, общие требования к деталям, находящимся под давлением
- ASTM E125 Стандартные эталонные фотографии для магнитопорошковых индикаций на черных отливках1*， 2023-06-01 Обновление
- ASTM E165/E165M Стандартная практика проведения пенетрантного контроля жидкости для общей промышленности*， 2023-01-01 Обновление
- ASTM E562 Стандартный метод испытаний для определения объемной доли путем систематического ручного подсчета точек
- ASTM G48 Стандартные методы испытаний на стойкость к питтинговой и щелевой коррозии нержавеющих сталей и родственных сплавов с использованием раствора хлорида железа
ASTM A995/A995M-20 История
- 2020 ASTM A995/A995M-20 Стандартные спецификации для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для деталей, работающих под давлением
- 2019 ASTM A995/A995M-19 Стандартные спецификации для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для деталей, работающих под давлением
- 2018 ASTM A995/A995M-18a Стандартные спецификации для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для деталей, работающих под давлением
- 2018 ASTM A995/A995M-18 Стандартные спецификации для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для деталей, работающих под давлением
- 2013 ASTM A995/A995M-13 Стандартные спецификации для отливок, аустенитно-ферритный Lpar; Duplexrpar; Нержавеющая сталь, для деталей, находящихся под давлением
- 2012 ASTM A995/A995M-12a Стандартные спецификации для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для деталей, работающих под давлением
- 2012 ASTM A995/A995M-12e1 Стандартные спецификации для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для деталей, работающих под давлением
- 2012 ASTM A995/A995M-12 Стандартные спецификации для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для деталей, работающих под давлением
- 2009 ASTM A995/A995M-09 Стандартные спецификации для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для деталей, работающих под давлением
- 1998 ASTM A995/A995M-98(2007) Стандартные спецификации для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для деталей, работающих под давлением
- 1998 ASTM A995/A995M-98(2003) Стандартные спецификации для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для деталей, работающих под давлением
- 2021 ASTM A995-98 Стандартные спецификации для отливок из аустенитно-ферритной (дуплексной) нержавеющей стали для деталей, работающих под давлением
